JP2007271937A - Photosensitive black composition and color filter - Google Patents

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Inventor
Ryohei Ikeda
良平 池田
Toshihiro Yoshizawa
俊啓 吉沢
Shingo Ikeda
真吾 池田
Toshio Oshida
俊男 押田
Kazunori Shigemori
一範 重森
直宏 ▲濱▼田
Naohiro Hamada
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive black composition having high light shielding effect, high stability and excellent adhesion to a glass substrate, and also to provide a color filter with a black matrix having high light shielding effect. <P>SOLUTION: The photosensitive black composition contains (a) carbon black, (b) a photopolymerization initiator, (c) a dye derivative, (d) a resin and (e) an ethylenically unsaturated compound, wherein the ethylenically unsaturated compound (e) contains a carboxyl group-containing compound (C) prepared by reacting a compound (A) having a specific structure with a compound (B) having a functional group to react with an acid anhydride group and an unsaturated double bond. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置または撮像管素子等に用いられるカラーフィルタを構成するブラックマトリックスの形成に使用される感光性黒色組成物、および該感光性黒色組成物から形成されるブラックマトリックスを備えるカラーフィルタに関する。   The present invention relates to a photosensitive black composition used for forming a black matrix constituting a color filter used in a liquid crystal display device or an image pickup tube element, and a color including a black matrix formed from the photosensitive black composition. Regarding filters.

カラーフィルタは、赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタセグメントの間にブラックマトリックス(以下、「BM」と略すことがある。)と呼ばれる格子状の黒色パターンを形成するのが一般的である。このブラックマトリックスの機能は、バックライトからの光を遮断しコントラストを向上させること、および隣接するRGB画素の混色を防止することである。
ブラックマトリックス形成法には、透明基板上にクロム等の金属化合物を用いて、蒸着法、スパッタ法などで金属薄膜を形成したのち、フォトリソグラフィー法とエッチング工程を経て微細パターンを形成する方法(金属BM)、カーボンブラック等の黒色成分を感光性材料に分散した感光性黒色組成物を用い、フォトリソグラフィー法で形成する方法(樹脂BM)が開発されている。
The color filter forms a grid-like black pattern called a black matrix (hereinafter sometimes abbreviated as “BM”) between red (R), green (G), and blue (B) filter segments. Is common. The function of this black matrix is to block the light from the backlight and improve the contrast, and to prevent color mixing of adjacent RGB pixels.
In the black matrix formation method, a metal thin film is formed on a transparent substrate using a metal compound such as chromium by vapor deposition or sputtering, and then a fine pattern is formed through a photolithography method and an etching process (metal) BM), and a method (resin BM) formed by a photolithography method using a photosensitive black composition in which a black component such as carbon black is dispersed in a photosensitive material has been developed.

しかしながら、金属BMは、製造工程が複雑ゆえ製造コストが非常に高くつくばかりか、蒸着法やスパッタ法を採用することから装置コスト的に、あるいは技術的観点から大型基板への形成が難しい。加えて、一般的に使用されるクロムは、環境問題の点で好ましくない。
上記の環境問題の観点、さらには低コスト化の観点から、近年では、金属BMに代わり樹脂BMが着目されている。樹脂BMにおいては、金属BMに比べて遮光性(光学濃度=OD)が低いという問題点がある。すなわち、金属BMでは一般的に膜厚0.1〜0.2μmで所望の遮光性を得ることができるのに対し、樹脂BMで同等の遮光性を発現するためには、膜厚を1〜2μmに設定しなければならない。カラーフィルタを作成する際には、光漏れをなくすためにBMと隣接するRGB層とを重ねあわせて形成するが、樹脂BMではBMとRGB層とが重なる部分の段差が大きくなり、この段差部分が液晶配向を乱して表示品質を低下させるという問題が生じる。このような背景より、樹脂BMには、高い遮光性、つまり単位膜厚における高いOD値が求められている。
However, the metal BM is not only very expensive to manufacture due to the complicated manufacturing process, but it is difficult to form it on a large substrate from the viewpoint of apparatus cost or from a technical point of view because it employs a vapor deposition method or a sputtering method. In addition, commonly used chromium is not preferred in terms of environmental issues.
In recent years, the resin BM has attracted attention in place of the metal BM from the viewpoint of the environmental problems described above and also from the viewpoint of cost reduction. The resin BM has a problem that the light shielding property (optical density = OD) is lower than that of the metal BM. That is, the metal BM can generally obtain a desired light-shielding property with a film thickness of 0.1 to 0.2 μm, while the resin BM has a film thickness of 1 to 1 in order to exhibit an equivalent light-shielding property. Must be set to 2 μm. When creating a color filter, in order to eliminate light leakage, the BM and the adjacent RGB layer are overlapped and formed, but in the resin BM, the step where the BM and the RGB layer overlap is increased. Causes a problem that the liquid crystal alignment is disturbed and the display quality is deteriorated. Against this background, the resin BM is required to have a high light shielding property, that is, a high OD value per unit film thickness.

そこで、ブラックマトリックスの遮光性を向上させて段差を低くする目的で、組成物中に含まれるカーボンブラックなどの遮光成分の含有量を多くする試みがなされている。しかしながら、遮光成分の含有量を多くする方法においては、ガラス基板に対する密着性の低下および感度低下に加え、現像性、解像性、ブラックマトリックスのパターン形状および組成物の安定性(経時における感度変化、現像性変化、解像性変化およびパターン形状変化)などが悪化する等の問題があった。   Therefore, attempts have been made to increase the content of light-shielding components such as carbon black contained in the composition in order to improve the light-shielding property of the black matrix and reduce the level difference. However, in the method of increasing the content of the light-shielding component, in addition to the decrease in adhesion and sensitivity to the glass substrate, developability, resolution, black matrix pattern shape and composition stability (sensitivity change over time) , Development property change, resolution change, and pattern shape change) are deteriorated.

例えば、特許文献1〜3には、特定の骨格を有する化合物を用いた感光性黒色組成物が開示されているが、これらは、感光性黒色組成物の安定性(経時における感度変化およびパターン形状変化)と高遮光性およびガラス基板に対する密着性を同時に満足させるという点、さらにはコスト的観点では未だ不十分であった。
特開2002−088136号公報 特許第2020553号公報 特許第31484293号公報
For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a photosensitive black composition using a compound having a specific skeleton, which is related to the stability of the photosensitive black composition (sensitivity change over time and pattern shape). Change), high light-shielding properties and adhesion to the glass substrate at the same time, and further from the viewpoint of cost, it was still insufficient.
JP 2002-088136 A Japanese Patent No. 2020553 Japanese Patent No. 3184293

本発明は、特定の構造を有する(e)エチレン性不飽和化合物を取り入れた感光性黒色組成物を提供することを課題とする。また、該感光性黒色組成物の組成の最適化を図り、高い遮光性、安定性、ガラス基板に対する密着性に優れるブラックマトリックスを備えるカラーフィルタを提供することも課題とする。   An object of the present invention is to provide a photosensitive black composition incorporating (e) an ethylenically unsaturated compound having a specific structure. It is another object of the present invention to provide a color filter having a black matrix that optimizes the composition of the photosensitive black composition and has a high light-shielding property, stability, and excellent adhesion to a glass substrate.

本発明は、(a)カーボンブラック、(b)光重合開始剤、(c)色素誘導体、(d)樹脂、および(e)エチレン性不飽和化合物を含有してなる感光性黒色組成物において、(e)エチレン性不飽和化合物が、下記一般式(1)で表される化合物(A)と、酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)とを反応させてなるカルボキシル基含有化合物(C)を含有することを特徴とする感光性黒色組成物に関する。

Figure 2007271937

(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、酸無水物基を含有する1価の有機残基を表す。R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子もしくは1価の有機残基を表す。ただし、R1およびR3、またはR2およびR4は、それぞれが一体となって環を形成しても良い。) The present invention is a photosensitive black composition comprising (a) carbon black, (b) a photopolymerization initiator, (c) a dye derivative, (d) a resin, and (e) an ethylenically unsaturated compound. (e) an ethylenically unsaturated compound (A) represented by the following general formula (1), a compound (B) having a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and an unsaturated double bond; It contains the carboxyl group containing compound (C) formed by making this react.
Figure 2007271937

(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a monovalent organic residue containing an acid anhydride group. R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic residue. However, R1 and R3, or R2 and R4 may be combined to form a ring.)

次に、本発明は、(a)カーボンブラック、(b)光重合開始剤、(c)色素誘導体、(d)樹脂、および(e)エチレン性不飽和化合物を含有してなる感光性黒色組成物において、(e)エチレン性不飽和化合物が、下記一般式(1)で表される化合物(A)と、酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)とを反応させてなるカルボキシル基含有感光性化合物(C)に、化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基を有する化合物(G)と反応させてなる化合物(D)を含有することを特徴とする感光性黒色組成物に関する。

Figure 2007271937

(式中、RおよびRは、それぞれ独立に、酸無水物基を含有する1価の有機残基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子もしくは1価の有機残基を表す。ただし、R1およびR3、またはR2およびR4は、それぞれが一体となって環を形成しても良い。) Next, the present invention provides a photosensitive black composition comprising (a) carbon black, (b) a photopolymerization initiator, (c) a dye derivative, (d) a resin, and (e) an ethylenically unsaturated compound. In the product, (e) an ethylenically unsaturated compound having a compound (A) represented by the following general formula (1), a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and an unsaturated double bond ( A compound (D) obtained by reacting a carboxyl group-containing photosensitive compound (C) obtained by reacting with B) with a compound (G) having a functional group capable of reacting with a functional group contained in the compound (C). It is related with the photosensitive black composition characterized by doing.
Figure 2007271937

(Wherein R 1 and R 2 each independently represent a monovalent organic residue containing an acid anhydride group. R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic residue. (However, R1 and R3, or R2 and R4 may be combined to form a ring.)

また、(a)カーボンブラックが、平均一次粒子径20〜40nm、比表面積70〜180m/g、および吸油量100cm/100g以下のカーボンブラックである上記の感光性黒色組成物が好ましい。
また、(b)光重合開始剤が、オキシム系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤およびボレート系光重合開始剤から選ばれる少なくとも一種の光重合開始剤である上記の感光性黒色組成物が好ましい。
さらに、多官能チオールを含有する上記の感光性黒色組成物が好ましい。
Further, (a) carbon black has an average primary particle diameter of 20 to 40 nm, specific surface area 70~180m 2 / g, and the above photosensitive black composition is preferably less carbon black oil absorption 100 cm 3/100 g.
(B) The above photosensitive black composition, wherein the photopolymerization initiator is at least one photopolymerization initiator selected from an oxime photopolymerization initiator, an imidazole photopolymerization initiator, and a borate photopolymerization initiator. Is preferred.
Furthermore, said photosensitive black composition containing a polyfunctional thiol is preferable.

また、(c)色素誘導体が、下記一般式(2)で示される色素誘導体を含むことを特徴とする上記の感光性黒色組成物が好ましい。
一般式(2)

Figure 2007271937

(式中、Qは有機色素残基を、Xは直接結合、−CONH−Y2−、−SO2NH−Y2−または−CH2NHCOCH2NH−Y2−(但し、Y2は置換基を有してもよいアルキレン基またはアリール基を表す。)を、Y1は−NH−または−O−を、Zは水酸基、アルコキシ基、下記一般式(3)で示される置換基またはnが1の場合には−NH−X−Qを、R1およびR2は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のアルキル基またはR1およびR2とで形成される少なくとも窒素原子を含むヘテロ環を、mは1から6の整数を、nは1から4の整数を表す。
一般式(3)
Figure 2007271937

(式中、Y3は−NH−または−O−を表す。R、Rおよびmは上記一般式(2)における定義と同様である。)) Moreover, (c) The said photosensitive black composition characterized by the pigment derivative containing the pigment derivative shown by following General formula (2) is preferable.
General formula (2)
Figure 2007271937

(Wherein Q is an organic dye residue, X is a direct bond, —CONH—Y 2 —, —SO 2 NH—Y 2 — or —CH 2 NHCOCH 2 NH—Y 2 — (where Y 2 is a substituent) Y 1 represents —NH— or —O—, Z represents a hydroxyl group, an alkoxy group, a substituent represented by the following general formula (3), or n. Is 1 -NH-XQ, R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group or a heterocycle containing at least a nitrogen atom formed by R 1 and R 2. , M represents an integer of 1 to 6, and n represents an integer of 1 to 4.
General formula (3)
Figure 2007271937

(In the formula, Y 3 represents —NH— or —O—. R 1 , R 2 and m are the same as defined in the general formula (2).)

次に、本発明は、透明基板上に、上記の感光性黒色組成物から形成されるブラックマトリックスを備えることを特徴とするカラーフィルタに関する。   Next, the present invention relates to a color filter comprising a black matrix formed from the above photosensitive black composition on a transparent substrate.

本発明の感光性黒色組成物は、遮光性が高く、安定性およびガラス基板に対する密着性に優れ、低コストである。そのため、本発明の感光性黒色組成物を用いることにより、遮光性が高いブラックマトリックスを低コストで形成することができる。   The photosensitive black composition of the present invention has high light shielding properties, excellent stability and adhesion to a glass substrate, and is low in cost. Therefore, by using the photosensitive black composition of the present invention, a black matrix having a high light shielding property can be formed at a low cost.

本発明の感光性黒色組成物は、(a)カーボンブラック、(b)光重合開始剤、(c)色素誘導体、(d)樹脂、および(e)エチレン性不飽和化合物を含有する。また、本発明のカラーフィルタは、透明基板上に、本発明の感光性黒色組成物から形成されるブラックマトリックスを備えることを特徴とする。
さらに、(e)エチレン性不飽和化合物は、下記一般式(1)で表される化合物(A)と、酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)とを反応させてなるカルボキシル基含有化合物(C)を含有することを特徴とする。
あるいは、(e)エチレン性不飽和化合物は、下記一般式(1)で表される化合物(A)と、酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)とを反応させてなるカルボキシル基含有感光性化合物(C)に、化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基を有する化合物(G)と反応させてなる化合物(D)を含有することを特徴とする。

Figure 2007271937

(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、酸無水物基を含有する1価の有機残基を表す。R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子もしくは1価の有機残基を表す。R1およびR3の組み合わせ、またはR2およびR4の組み合わせは、それぞれが一体となって環を形成しても良い。) The photosensitive black composition of the present invention contains (a) carbon black, (b) a photopolymerization initiator, (c) a dye derivative, (d) a resin, and (e) an ethylenically unsaturated compound. Moreover, the color filter of this invention is equipped with the black matrix formed from the photosensitive black composition of this invention on a transparent substrate.
Furthermore, (e) the ethylenically unsaturated compound is a compound (B) represented by the following general formula (1), a compound having a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and an unsaturated double bond (B And a carboxyl group-containing compound (C) obtained by reacting with (A).
Alternatively, (e) the ethylenically unsaturated compound is a compound (B) represented by the following general formula (1), a compound having a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and an unsaturated double bond (B A compound (D) obtained by reacting a compound (G) having a functional group capable of reacting with a functional group of the compound (C) into a carboxyl group-containing photosensitive compound (C) obtained by reacting It is characterized by that.
Figure 2007271937

(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a monovalent organic residue containing an acid anhydride group. R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic residue. The combination of R1 and R3, or the combination of R2 and R4 may be combined to form a ring.)

<一般式(1)で表される化合物(A)>
化合物(A)は、上記の通りに酸無水物基を少なくとも2つ有する。これらは、2種以上の混合物であってもよい。
ここで、1価の有機残基とは、脂肪族、芳香族、ヘテロ原子を含む原子団を単独もしくは組み合わせてなる原子団であり、具体的には、酸無水物基、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルオキシ基などの脂肪族、アリール基などの芳香族の有機残基が挙げられ、これらは、さらに、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基などの置換基を有していても良い。
<Compound (A) Represented by General Formula (1)>
Compound (A) has at least two acid anhydride groups as described above. These may be a mixture of two or more.
Here, the monovalent organic residue is an atomic group composed of an aliphatic, aromatic, or heteroatom-containing atomic group alone or in combination, specifically, an acid anhydride group, an alkyl group, a cycloalkyl group. Groups, aliphatic organic groups such as alkyloxy groups, and aromatic organic residues such as aryl groups. These further include halogen atoms, alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, aryl groups, amino groups, cyano groups, You may have substituents, such as an alkoxy group and an alkylthio group.

化合物(A)は、一般式(1)で表される化合物であれば良く、具体的には、9,9-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene Dianhydride(R1およびR2は酸無水物基であり、R1とR3、R2とR4は、それぞれが一体となっている。)、
9,9-Bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]fluorene Dianhydride(R1およびR2はジ
カルボキシフェノキシフェニル基の酸無水物であり、R3およびR4は、水素原子である。)などのポリカルボン酸無水物類等が挙げられる。当然ながら、これらの化合物を併用することもできる。また、反応中に脱水反応を経由して無水物と成りうるポリカルボン酸、ポリカルボン酸エステル、ポリカルボン酸ハーフエステルなどは、本発明で言う酸無水物基を有する化合物に含まれる。
The compound (A) may be any compound represented by the general formula (1). Specifically, 9,9-Bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene Dianhydride (R1 and R2 are acid anhydride groups). Yes, R1 and R3, and R2 and R4 are united.)
9,9-Bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] fluorene Dianhydride (R1 and R2 are acid anhydrides of a dicarboxyphenoxyphenyl group, and R3 and R4 are hydrogen atoms). Examples thereof include carboxylic acid anhydrides. Of course, these compounds can also be used in combination. In addition, polycarboxylic acids, polycarboxylic acid esters, polycarboxylic acid half esters, and the like that can be converted into anhydrides through a dehydration reaction during the reaction are included in the compounds having an acid anhydride group referred to in the present invention.

化合物(A)は、必要に応じて、上記以外のポリカルボン酸二無水物を含んでもよい。例えば、無水ピロメリット酸、無水フタル酸2量体、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、新日本理化株式会社製「リカシッドTMTA-C」、「リカシッドMTA-10」、「リカシッドMTA-15」、「リカシッドTMEGシリーズ」、「リカシッドTDA」等も併用出来る。   Compound (A) may contain a polycarboxylic dianhydride other than those described above, if necessary. For example, pyromellitic anhydride, phthalic anhydride dimer, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, diphenyl ether tetracarboxylic anhydride, biphenyl tetracarboxylic dianhydride, oxydiphthalic dianhydride, diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride , Diphenyl sulfide tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, perylene tetracarboxylic dianhydride, naphthalene tetracarboxylic dianhydride, "Ricacid TMTA-C", "Ricacid" by Shin Nippon Rika Co., Ltd. "MTA-10", "Licacid MTA-15", "Licacid TMEG series", "Licacid TDA" etc. can be used together.

<酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)>
酸無水物基に反応しうる官能基としては、水酸基、グリシジル基、アミノ基などが挙げられるが、反応の制御の容易性から、水酸基が特に好ましい。
不飽和二重結合としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、ビニルオキシ基、アリル基、(メタ)アクリロイルフェニル基、ビニルフェニル基、ビニルオキシフェニル基、アリルフェニル基、マレイン酸基、イタコン酸基などが挙げられる。活性エネルギー線による露光感度を上げるためには、不飽和二重結合の数は、3つ以上が好ましい。
<Compound (B) having a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and an unsaturated double bond>
Examples of the functional group capable of reacting with the acid anhydride group include a hydroxyl group, a glycidyl group, and an amino group, and a hydroxyl group is particularly preferable from the viewpoint of easy control of the reaction.
As unsaturated double bond, (meth) acryloyl group, vinyl group, vinyloxy group, allyl group, (meth) acryloylphenyl group, vinylphenyl group, vinyloxyphenyl group, allylphenyl group, maleic acid group, itaconic acid group Etc. In order to increase the exposure sensitivity by the active energy ray, the number of unsaturated double bonds is preferably 3 or more.

水酸基と3つ以上の不飽和二重結合とを有する化合物としては、公知の化合物を使用することができる。
例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
A known compound can be used as the compound having a hydroxyl group and three or more unsaturated double bonds.
Examples include pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and the like.

また、酸無水物基に反応しうる官能基と2つ以下の不飽和二重結合とを有する化合物としては、
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチル−フタル酸、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ジヒドロキシアクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレートなどが挙げられる。
In addition, as a compound having a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and two or less unsaturated double bonds,
2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-acryloyl Roxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, glycerol mono (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, dihydroxy acrylate, glycerol (meth) acrylate, pentaerythritol mono (meth) acrylate, dipentaerythritol mono (Meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol diacrylate, isocyan Such as Le acid EO-modified diacrylate.

<カルボキシル基含有感光性化合物(C)>
化合物(C)は、前記化合物(A)の酸無水物基と、酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)の官能基とを反応させたものである。無水物基と、無水物基に反応しうる官能基との反応は、周知の条件で容易に反応する。このときの無水物基と官能基とのモル当量比は、5:1〜1:5の範囲で用いられるが、1:1が好ましい。
<Carboxyl group-containing photosensitive compound (C)>
The compound (C) is obtained by reacting the acid anhydride group of the compound (A), the functional group capable of reacting with the acid anhydride group, and the functional group of the compound (B) having an unsaturated double bond. It is. The reaction between an anhydride group and a functional group capable of reacting with the anhydride group easily reacts under well-known conditions. In this case, the molar equivalent ratio of the anhydride group to the functional group is used in the range of 5: 1 to 1: 5, but 1: 1 is preferable.

<化合物(D)>
化合物(D)は、前記化合物(C)のカルボキシル基または水酸基と、化合物(G)のカルボキシル基または水酸基とを反応させたものである。
<Compound (D)>
The compound (D) is obtained by reacting the carboxyl group or hydroxyl group of the compound (C) with the carboxyl group or hydroxyl group of the compound (G).

<化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基を有する化合物(G)>
化合物(G)は、化合物(C)の構造中の官能基と反応しうる官能基を有する。特に、化合物(C)中のカルボキシル基または水酸基と反応する。
カルボキシル基に反応しうる官能基としては、エポキシ基、オキサゾリン基、アミノ基、カルボジイミド基、イソシアナト基、またはイソチオシアネート基が挙げられる。
また、水酸基に反応しうる官能基としては、イソシアナト基、酸ハロゲン化物、酸無水物基、またはカルボキシル基が挙げられる。
カルボキシル基と反応しうる官能基としては、エポキシ基が特に有用である。
<Compound (G) having functional group capable of reacting with functional group of compound (C)>
The compound (G) has a functional group that can react with a functional group in the structure of the compound (C). In particular, it reacts with a carboxyl group or a hydroxyl group in the compound (C).
Examples of the functional group capable of reacting with a carboxyl group include an epoxy group, an oxazoline group, an amino group, a carbodiimide group, an isocyanato group, and an isothiocyanate group.
Examples of the functional group capable of reacting with a hydroxyl group include an isocyanato group, an acid halide, an acid anhydride group, and a carboxyl group.
An epoxy group is particularly useful as a functional group capable of reacting with a carboxyl group.

化合物(D)を得るための反応は、無溶媒で行ってもよく、あるいは反応に対して不活性溶媒中で行ってもよい。かかる溶媒としては、例えば、n−ヘキサン、ベンゼンまたはトルエン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチルまたは酢酸ブチル等のエステル系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランまたはジオキサン等のエーテル系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンまたはパークレン等のハロゲン系溶媒、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン等の極性溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は2種類以上を併用しても差し支えない。   The reaction for obtaining the compound (D) may be performed without a solvent, or may be performed in a solvent inert to the reaction. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as n-hexane, benzene and toluene, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, diethyl ether, tetrahydrofuran or Ether solvents such as dioxane, halogen solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, or parkrene, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylimidazo Examples include polar solvents such as lysinone. Two or more of these solvents may be used in combination.

また、(メタ)アクリル酸の酸ハロゲン化物との反応を行う際には、ハロゲン化水素(例えば、塩化水素など)が副生するので、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)等の有機塩基、あるいは、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の無機塩基を脱塩化水素剤として使用してもよい。   In addition, when a reaction with an acid halide of (meth) acrylic acid is performed, hydrogen halide (for example, hydrogen chloride) is by-produced. For example, triethylamine, pyridine, picoline, dimethylaniline, diethylaniline, Organic bases such as 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU), or sodium bicarbonate, sodium carbonate Inorganic bases such as potassium carbonate, lithium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium oxide may be used as the dehydrochlorinating agent.

以下、さらに、化合物(G)を、化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基と重合性二重結合とを有する化合物(E)と、化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基を有しかつ重合性二重結合を有しない化合物(F)に分けて説明する。   Hereinafter, the compound (G) is further reacted with the compound (E) having a functional group capable of reacting with the functional group of the compound (C) and a polymerizable double bond, and the functional group of the compound (C). The description will be divided into the compound (F) having a functional group that can be obtained and having no polymerizable double bond.

<化合物(E)>
化合物(E)は、化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基と重合性二重結合とを有することを特徴とする。
エポキシ基と重合性二重結合とを有する化合物としては、公知のものを使用することができる。例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、グリシジルアリルエーテル、2,3−エポキシ−2−メチルプロピル(メタ)アクリレート、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、4−ビニル−1−シクロヘキセン−1,2−エポキシド、グリシジルシンナメート、1,3−ブタジエンモノエポキサイド、セロキサイド2000(ダイセル化学工業株式会社製)などが挙げられる。
水酸基と反応しうる官能基と重合性二重結合とを有する化合物としては、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート(MAI)、イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート(TMI)等がある。また、1,6ージイソシアナトヘキサン、ジイソシアン酸イソホロン、ジイソシアン酸4,4’−ジフェニルメタン、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,4−ジイソシアン酸トリレン、ジイソシアン酸トルエン、2,4−ジイソシアン酸トルエン、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸4−メチル−m−フェニレン、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等のジイソシアン酸エステル化合物と水酸基、カルボキシル基またはアミド基含有ビニルモノマーとを等モルで反応せしめた化合物もイソシアン酸エステル化合物として使用することができる。
あるいは、(メタ)アクリル酸の酸ハロゲン化物、ハロプロピオン酸類またはこれらの酸ハロゲン化物などが挙げられる。ハロプロピオン酸類またはその酸ハロゲン化物を使用した際には、生成したハロプロピオン酸エステル化合物を、脱ハロゲン化水素して、(メタ)アクリル酸エステル化合物を製造することができる。
<Compound (E)>
The compound (E) is characterized by having a functional group capable of reacting with the functional group of the compound (C) and a polymerizable double bond.
A well-known thing can be used as a compound which has an epoxy group and a polymerizable double bond. For example, glycidyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether, glycidyl allyl ether, 2,3-epoxy-2-methylpropyl (meth) acrylate, (3,4-epoxycyclohexyl) methyl (meth) Examples include acrylate, 4-vinyl-1-cyclohexene-1,2-epoxide, glycidyl cinnamate, 1,3-butadiene monoepoxide, Celoxide 2000 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), and the like.
Examples of the compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group and a polymerizable double bond include methacryloyloxyethyl isocyanate (MOI), vinyl isocyanate, allyl isocyanate, (meth) acryloyl isocyanate (MAI), isopropenyl-α, α- Examples include dimethylbenzyl isocyanate (TMI). 1,6-diisocyanatohexane, isophorone diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, polymeric diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tolylene 2,4-diisocyanate, toluene diisocyanate, 2,4-diisocyanic acid Toluene, hexamethylene diisocyanate, 4-methyl-m-phenylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, cyclohexyl diisocyanate, tolidine diisocyanate, 2,2 , 4-Trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate Nitrate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, p-tetramethylxylylene diisocyanate, diisocyanate ester compounds such as dimer acid diisocyanate and hydroxyl group, carboxyl group or amide group-containing vinyl monomers are reacted in equimolar amounts. It can be used as an ester compound.
Or the acid halide of (meth) acrylic acid, halopropionic acids, or these acid halides etc. are mentioned. When halopropionic acids or acid halides thereof are used, the produced halopropionic acid ester compound can be dehydrohalogenated to produce a (meth) acrylic acid ester compound.

<化合物(F)>
化合物(F)は、化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基を有し、かつ重合性二重結合を有しない。
エポキシ基を有し、かつ重合性二重結合を有しない化合物としては、公知のものを使用することができる。例えば、芳香族、イオウ原子、リンP原子、フッ素以外のハロゲン原子を含むものを使用することができる。具体的には、スチレンオキサイド、フェニルグリシジルエーテル、o-フェニルフェノールグリシジルエーテル、m-フェニルフェノールグリシジルエーテル、p-フェニルフェノールグリシジルエーテル、Phenol(EO)5 Glycidyl Ether、p−tert−Butylphenyl Glycidyl Ether、Lauryl Alcohol(EO)15Glycidyl Ether、Glycidyl Ether of a mixture of C11−C15 Alcohol(ナガセケムテックス株式会社製 デナコールEX−192)、N−Glycidyl Phthalimide、Dibromo Phenyl Glycidyl Ether、Diglycidyl Terephthalate、Pentaerythritol Polyglycidyl Ether、α―ヒドロキシフェニル−ω−ヒドロポリ(n=1〜7)(ビフェニルジメチレン−ヒドロキシフェニレン)と1−クロロ2,3,−エポキシプロパンとの重縮合物(日本化薬株式会社製 NC−3000)ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスクレゾールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテルなどを挙げることができる。
<Compound (F)>
The compound (F) has a functional group capable of reacting with the functional group of the compound (C) and does not have a polymerizable double bond.
A well-known thing can be used as a compound which has an epoxy group and does not have a polymerizable double bond. For example, those containing a halogen atom other than aromatic, sulfur atom, phosphorus P atom, and fluorine can be used. Specifically, styrene oxide, phenyl glycidyl ether, o-phenylphenol glycidyl ether, m-phenylphenol glycidyl ether, p-phenylphenol glycidyl ether, Phenol (EO) 5 Glycylyl Ether, p-tert-Butylphenyl Glycidyl Ether, Lauryl Alcohol (EO) 15 Glycidyl Ether, Glycidyl Ether of a mixture of C11-C15 Alcohol (Denakol EX-192 made by Nagase ChemteX Corporation), N-Glycylyl Phyllide thritol Polyglycyl Ether, polycondensate of α-hydroxyphenyl-ω-hydropoly (n = 1-7) (biphenyldimethylene-hydroxyphenylene) and 1-chloro-2,3-epoxypropane (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) NC-3000) bisphenol fluorenediglycidyl ether, biscresol fluorenediglycidyl ether, bisphenoxyethanol fluorenediglycidyl ether, and the like.

水酸基と反応しうる官能基を有し、かつ重合性二重結合を有しない化合物としては、公知のものを使用することができる。例えば、モノイソシアネートを挙げることができる。モノイソシアネートとしてはメチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、ブチルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、フェニルイソシアネート等が挙げられる。
また、1,6−ジイソシアナトヘキサン、ジイソシアン酸イソホロン、ジイソシアン酸4,4’−ジフェニルメタン、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,4−ジイソシアン酸トリレン、ジイソシアン酸トルエン、2,4−ジイソシアン酸トルエン、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸4−メチル−m−フェニレン、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等のジイソシアン酸エステル化合物と水酸基、カルボキシル基、アミド基含有で不飽和二重結合を有さない化合物を等モルで反応せしめた化合物もイソシアン酸エステル化合物として使用することができる。
A well-known thing can be used as a compound which has a functional group which can react with a hydroxyl group, and does not have a polymerizable double bond. For example, monoisocyanate can be mentioned. Examples of the monoisocyanate include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, propyl isocyanate, butyl isocyanate, octadecyl isocyanate, and phenyl isocyanate.
In addition, 1,6-diisocyanatohexane, isophorone diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, polymeric diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tolylene 2,4-diisocyanate, toluene diisocyanate, 2,4-diisocyanic acid Toluene, hexamethylene diisocyanate, 4-methyl-m-phenylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, cyclohexyl diisocyanate, tolidine diisocyanate, 2,2 , 4-Trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate Nate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, p-tetramethylxylylene diisocyanate, diisocyanate ester compounds such as dimer acid diisocyanate, and equimolar amounts of hydroxyl group, carboxyl group, and amide group-containing compounds without unsaturated double bonds The compound reacted with can also be used as an isocyanate compound.

<触媒>
化合物(D)を得るための反応には、触媒を用いることが好ましい。
例えば、カルボキシル基とエポキシ基との反応を進行させるときには、必要に応じて、アミン類等の触媒を添加して行っても良い。使用される触媒としては公知の触媒を使用することができる。触媒としては、以下(I)〜(V)の化合物が挙げられる。
<Catalyst>
A catalyst is preferably used for the reaction for obtaining the compound (D).
For example, when the reaction between the carboxyl group and the epoxy group proceeds, a catalyst such as amines may be added as necessary. As the catalyst used, a known catalyst can be used. Examples of the catalyst include the following compounds (I) to (V).

(I)3級アミン類及び/又はその塩類
トリエチルアミン、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N−メチルピペラジン等
(II)イミダゾール類及び/又はその塩類
2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2,4−ジシアノ−6−[2−メチルイミダゾリル−(1)]−エチル−S−トリアジン等
(III)ジアザビシクロ化合物類
1,5−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデカン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,4−ジアビシクロ[2.2.2]オクタン等
(IV)ホスフィン類
トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィン、トリス(シアノエチル)ホスフィン等
(V)ホスホニウム塩類
テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシアノエチルホスホニウムテトラフェニルボレート等
(I) Tertiary amines and / or salts thereof Triethylamine, tributylamine, benzyldimethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, N-methylpiperazine, etc. (II) Imidazoles and / or salts thereof 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 2,4-dicyano-6- [2-methylimidazolyl- (1 )]-Ethyl-S-triazine, etc. (III) Diazabicyclo compounds 1,5-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecane, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1 , 4-diabicyclo [2.2.2] octane, etc. (IV) Phosphines Tributylphosphine, Riphenylphosphine, tris (dimethoxyphenyl) phosphine, tris (hydroxypropyl) phosphine, tris (cyanoethyl) phosphine, etc. (V) Phosphonium salts Tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, methyltributylphosphonium tetraphenylborate, methyltricyanoethylphosphonium tetraphenylborate etc

本発明で用いられる上記のエポキシ基を有する化合物と触媒の配合割合は、エポキシ基を有する化合物100重量部に対し、触媒が0.01〜10重量部である。触媒が0.01重量部未満であると反応が遅くなり、10重量部を越えると硬化物の耐水性が低下する場合がある。   The compounding ratio of the compound having an epoxy group and the catalyst used in the present invention is 0.01 to 10 parts by weight of the catalyst with respect to 100 parts by weight of the compound having an epoxy group. If the catalyst is less than 0.01 parts by weight, the reaction is slow, and if it exceeds 10 parts by weight, the water resistance of the cured product may be lowered.

用いるエポキシ基を有する化合物の軟化温度が反応温度範囲よりも低い場合には、カルボキシル基とエポキシ基との反応を無溶剤にて行うことができる。また、用いるエポキシ基を有する化合物の軟化温度に関わらず適当な溶剤を用いて行うこともできる。用いる溶剤としては、エポキシ基、水酸基、有機酸と反応しないものであれば特に制限なく、用いることができる。例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、アセトン、ベンゼン等の公知の溶剤を使用できる。   When the softening temperature of the compound having an epoxy group to be used is lower than the reaction temperature range, the reaction between the carboxyl group and the epoxy group can be carried out without a solvent. Moreover, it can also carry out using a suitable solvent irrespective of the softening temperature of the compound which has an epoxy group to be used. The solvent to be used can be used without particular limitation as long as it does not react with an epoxy group, a hydroxyl group or an organic acid. For example, known solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, toluene, acetone, and benzene can be used.

本発明の感光性黒色組成物に含有される上記以外のエチレン性不飽和化合物としては、エチレン性不飽和二重結合を1個または2個以上有していればよく、モノマー、オリゴマー、または感光性樹脂を用いることができる。
モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、オリゴマーとしては、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エステル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
The ethylenically unsaturated compound other than those described above contained in the photosensitive black composition of the present invention may have one or more ethylenically unsaturated double bonds, and may be a monomer, oligomer, or photosensitizer. Can be used.
Examples of the monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tris. (Meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, etc. are mentioned.
Examples of the oligomer include epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, and ester (meth) acrylate.

さらに、感光性樹脂としては、後述の樹脂に公知の方法でエチレン性不飽和結合を導入した感光性樹脂を用いることができる。例えば,樹脂中に存在する水酸基、カルボキシル基またはアミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基またはエポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものを用いることができる。   Furthermore, as a photosensitive resin, the photosensitive resin which introduce | transduced the ethylenically unsaturated bond to the below-mentioned resin by a well-known method can be used. For example, a (meth) acrylic compound having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group or an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group or an amino group present in the resin, A resin obtained by reacting cinnamic acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used. Further, a linear polymer containing an acid anhydride such as a styrene-maleic anhydride copolymer or an α-olefin-maleic anhydride copolymer is converted into a (meth) acrylic compound having a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. A half-esterified product can be used.

上記のエチレン性不飽和化合物は、1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いられる。
エチレン性不飽和化合物は、感光性黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、好ましくは5〜30重量%、光硬化性、現像性の観点からより好ましくは7〜28重量%、特に好ましくは10〜25重量%の量で用いることができる。エチレン性不飽和化合物の含有量が30重量%より多い場合は、ブラックマトリックスのパターン形状の直線性不良,断面形状不良を生じるため好ましくなく、5重量%より少ない場合は、低感度となって光硬化性が不充分なため好ましくない。
Said ethylenically unsaturated compound is used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
The ethylenically unsaturated compound is preferably 5 to 30% by weight based on the total solid weight of the photosensitive black composition (100% by weight), more preferably 7 to 28% from the viewpoint of photocurability and developability. %, Particularly preferably in an amount of 10 to 25% by weight. When the content of the ethylenically unsaturated compound is more than 30% by weight, it is not preferable because the black matrix pattern shape is poor in linearity and cross-sectional shape. Since curability is insufficient, it is not preferable.

本発明の、(d)樹脂は、パターンを形成する際に、その現像処理工程において用いられる現像液、特に好ましくは、アルカリ現像液に対して可溶性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を併用することができる。好ましくは、カルボキシル基含有共重合体であるアルカリ可溶性樹脂を使用することができ、さらに、低コストの観点、合成の容易さや樹脂変性の容易さに基づく多様な樹脂の品揃えが可能であるという観点、カーボンブラックの分散性や組成物の保存安定性等の観点から、1個以上のカルボキシル基を有するアクリル系樹脂を使用することが好ましい。   The resin (d) of the present invention is particularly limited as long as it is soluble in a developer used in the development processing step, particularly preferably an alkali developer, when forming a pattern. Not but, for example, butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, polyester resin, acrylic Resin, alkyd resin, polystyrene, polyamide resin, rubber resin, cyclized rubber resin, celluloses, thermoplastic resins such as polyethylene, polybutadiene, polyimide resin, epoxy resin, benzoguanamine resin, rosin modified maleic acid resin, rosin modified Fumaric acid resin, melamine resin, urea resin, pheno It may be used in combination with a thermosetting resin such as a resin. Preferably, an alkali-soluble resin that is a carboxyl group-containing copolymer can be used, and further, a variety of resins can be selected based on low cost viewpoints, ease of synthesis, and ease of resin modification. From the viewpoints of dispersibility of carbon black and storage stability of the composition, it is preferable to use an acrylic resin having one or more carboxyl groups.

本発明の感光性黒色組成物において、樹脂(d)の重量(P)とエチレン性不飽和化合物(e)の重量(M)との比率(M/P)は、0.10〜0.70であることが好ましく、0.15〜0.65であることがより好ましく、0.20〜0.60であることが特に好ましい。M/Pが0.10未満であると低感度となり、M/Pが0.70を越えるとブラックマトリックスのパターン形状の直線性不良、断面形状不良あるいはタック等が生じる。   In the photosensitive black composition of the present invention, the ratio (M / P) of the weight (P) of the resin (d) to the weight (M) of the ethylenically unsaturated compound (e) is 0.10 to 0.70. It is preferable that it is 0.15-0.65, and it is especially preferable that it is 0.20-0.60. When M / P is less than 0.10, the sensitivity is low, and when M / P exceeds 0.70, the black matrix pattern shape is poor in linearity, cross-sectional shape, or tack.

本発明の感光性黒色組成物は、遮光成分として、(a)カーボンブラックを含有する。
(a)カーボンブラックは、平均一次粒子径20〜40nm、比表面積70〜180m/g、吸油量100cm/100g以下のカーボンブラックを好ましく使用することができる。なお、本発明の吸油量とはフタル酸ジブチルの吸油量をいう。
平均一次粒子径が20nm未満であるカーボンブラックを使用した感光性黒色組成物では、単位体積当たりのカーボンブラック粒子数が多数となり遮光性の観点で有利であるが、高遮光性のため光硬化性が劣る。更に、カーボンブラックの安定分散が困難であり、現像後のガラス基板に黒色組成物の一部が残る、残渣(あるいは地汚れとも呼ばれる)という現象を引き起こす問題がある。
The photosensitive black composition of the present invention contains (a) carbon black as a light shielding component.
(a) carbon black has an average primary particle diameter of 20 to 40 nm, specific surface area 70~180m 2 / g, oil absorption of 100 cm 3/100 g can be preferably used the following carbon black. The oil absorption of the present invention refers to the oil absorption of dibutyl phthalate.
A photosensitive black composition using carbon black having an average primary particle diameter of less than 20 nm is advantageous from the viewpoint of light shielding properties due to the large number of carbon black particles per unit volume. Is inferior. Furthermore, it is difficult to stably disperse carbon black, and there is a problem of causing a phenomenon of residue (or also called background stain) in which a part of the black composition remains on the glass substrate after development.

一方、平均一次粒子径が40nmを超えるカーボンブラックを含む感光性黒色組成物では、単位体積当たりのカーボンブラック粒子数が少数となり光硬化性は有利となるが、遮光性およびブラックマトリックスのパターン形状、特に直線性が不十分である。   On the other hand, in the photosensitive black composition containing carbon black having an average primary particle diameter of more than 40 nm, the number of carbon black particles per unit volume is small and photocurability is advantageous. In particular, the linearity is insufficient.

比表面積が70m2/g未満のカーボンブラックを用いる場合には、ブラックマトリックスのパターン形状の劣化や密着性の低下を引き起こし易く、180m2/gより大きいカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの安定分散が難しくなる。 When carbon black with a specific surface area of less than 70 m 2 / g is used, it tends to cause deterioration of the pattern shape and adhesion of the black matrix, and when carbon black greater than 180 m 2 / g is used, the stability of the carbon black Dispersion becomes difficult.

カーボンブラックの吸油量は、光硬化性の観点から100cm/100g以下であることが好ましく、0〜80cm/100gであることがより好ましく、0〜50cm/100gであることが特に好ましい。 Oil absorption of carbon black is preferably from the viewpoint of photocuring is 100 cm 3/100 g or less, more preferably 0~80cm 3 / 100g, particularly preferably 0~50cm 3 / 100g.

平均一次粒子径20〜40nm、比表面積70〜180m/g、吸油量100cm/100g以下であるカーボンブラックとしては、例えば、CABOT製のMOGUL L,BLACK PEARLS(L,520,450,430),REGAL(660R,660,500R,330R,330,300R,250R,250,99R,99I),三菱化学製のMA(77,7,8,11,100,100R,100S,200RB,14),#(52,50,47,45,45L,44,33,32,95,85,260),CF9,DEGUSSA製のSpecial Black550,Printex(55,45,300,ES23,35),350,旭カーボン製の旭#70L N−326,コロンビアン・カーボン製のRAVEN(1255,1250,1200,1170,1040,1035,1030,1020,1000,890POWDER,890H POEDER,850)等を挙げることができ、好ましくは、CABOT製のREGAL(250R,250)、三菱化学製の#47、特に好ましくは、CABOT製のREGAL(250R,250)を用いることができる。 The average primary particle diameter of 20 to 40 nm, as the specific surface area 70~180m 2 / g, oil absorption of 100 cm 3/100 g in which carbon black or less, for example, CABOT made MOGUL L, BLACK PEARLS (L, 520,450,430) , REGAL (660R, 660, 500R, 330R, 330, 300R, 250R, 250, 99R, 99I), MA manufactured by Mitsubishi Chemical (77, 7, 8, 11, 100, 100R, 100S, 200RB, 14), # (52, 50, 47, 45, 45L, 44, 33, 32, 95, 85, 260), CF9, Special Black550 manufactured by DEGUSSA, Printex (55, 45, 300, ES23, 35), 350, manufactured by Asahi Carbon Asahi # 70L N-326, RAVE made by Columbian Carbon (1255, 1250, 1200, 1170, 1040, 1035, 1030, 1020, 1000, 890 POWDER, 890H POEDER, 850), etc., preferably REGAL (250R, 250) manufactured by CABOT, manufactured by Mitsubishi Chemical # 47, Particularly preferably, REGAL (250R, 250) manufactured by CABOT can be used.

一方、ブラックマトリックスの遮光性を向上させる目的で、2種類の遮光性材料を併用して遮光性(OD値)OD値を高める手法、すなわち平均粒径の小さいカーボンブラックと平均粒径の大きいカーボンブラックを併用して、ブラックマトリックス内で最密充填構造を形成することによりOD値を向上させることが提案されている(例えば、特開平9−133806号公報、特開平9−279082号公報、特開平11−80584号公報)。本発明の感光性黒色組成物においても同様に2種類のカーボンブラックを併用してOD値を高める手法を採用することが可能である。   On the other hand, for the purpose of improving the light-shielding property of the black matrix, two types of light-shielding materials are used in combination to increase the light-shielding property (OD value), that is, carbon black having a small average particle size and carbon having a large average particle size. It has been proposed to improve the OD value by forming a close-packed structure in a black matrix in combination with black (for example, JP-A-9-133806 and JP-A-9-279082). (Kaihei 11-80584). Similarly, in the photosensitive black composition of the present invention, it is possible to employ a technique for increasing the OD value by using two types of carbon black together.

本発明の感光性黒色組成物において、OD値を高めるために2種類以上のカーボンブラックを併用する場合は、遮光成分として、平均一次粒子径の差が5nm以上であり、(a1)平均一次粒子径が8〜20nmであるカーボンブラックと、(a2)平均一次粒子径が21〜40nmであるカーボンブラックとを含有し、かつ40nmを超えるカーボンブラックを含まないことを特徴とする。
平均一次粒子径が8〜20nmであるカーボンブラック(a1)を単独で使用した感光性黒色組成物では、単位体積当たりのカーボンブラック粒子数が多数となり遮光性の観点で有利であるが、高遮光性のため光硬化性が劣る。更に、カーボンブラックの安定分散が困難であり、現像後のガラス基板に黒色組成物の一部が残る、残渣(あるいは地汚れとも呼ばれる)という現象を引き起こすという問題がある。
In the photosensitive black composition of the present invention, when two or more types of carbon black are used in combination to increase the OD value, the difference in average primary particle diameter is 5 nm or more as a light shielding component, and (a1) average primary particles It contains carbon black having a diameter of 8 to 20 nm and (a2) carbon black having an average primary particle diameter of 21 to 40 nm, and does not contain carbon black exceeding 40 nm.
A photosensitive black composition using carbon black (a1) having an average primary particle size of 8 to 20 nm alone is advantageous in terms of light shielding properties because it has a large number of carbon black particles per unit volume, but has high light shielding properties. Therefore, the photocurability is inferior. In addition, it is difficult to stably disperse carbon black, and there is a problem that a phenomenon of a residue (or also referred to as background stain) is caused in which a part of the black composition remains on the glass substrate after development.

一方、平均一次粒子径が21〜40nmであるカーボンブラック(a2)を単独で使用した感光性黒色組成物では、単位体積当たりのカーボンブラック粒子数が少数となり光硬化性は有利となるが遮光性が不十分である。
また、平均一次粒子径が40nmを超えるカーボンブラックを含む感光性黒色組成物では、単位体積当たりのカーボンブラック粒子数が少数となり光硬化性は有利となるが、遮光性およびブラックマトリックスのパターン形状、特に直線性が不十分である。
On the other hand, in the photosensitive black composition using carbon black (a2) having an average primary particle diameter of 21 to 40 nm alone, the number of carbon black particles per unit volume is small and the photocurability is advantageous, but the light shielding property. Is insufficient.
Further, in the photosensitive black composition containing carbon black having an average primary particle diameter exceeding 40 nm, the number of carbon black particles per unit volume is small and photocurability is advantageous, but the light shielding property and the pattern shape of the black matrix, In particular, the linearity is insufficient.

カーボンブラック(a1)としては、平均一次粒子径が10〜18nmのものが好ましく、さらに比表面積が200〜600m2/gであるカーボンブラックを好適に使用することができる。比表面積が200m2/g未満のカーボンブラックを用いる場合には、ブラックマトリックスのパターン形状の劣化や密着性の低下を引き起こし易く、600m2/gより大きいカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの安定分散が難しくなる。なお、平均一次粒子径が8nm未満のカーボンブラックは製造が困難であるため、カーボンブラック(a1)として適当ではない。 As the carbon black (a1), those having an average primary particle diameter of 10 to 18 nm are preferable, and carbon black having a specific surface area of 200 to 600 m 2 / g can be suitably used. When carbon black with a specific surface area of less than 200 m 2 / g is used, it tends to cause deterioration of the pattern shape and adhesion of the black matrix, and when carbon black of more than 600 m 2 / g is used, the stability of the carbon black Dispersion becomes difficult. Carbon black having an average primary particle diameter of less than 8 nm is difficult to produce, and is not suitable as carbon black (a1).

また、カーボンブラック(a2)としては、平均一次粒子径が22〜37nmのものが好ましく、さらに比表面積が40〜600m2/gであるカーボンブラックを好適に使用することができる。比表面積が40m2/g未満のカーボンブラックを用いる場合には、ブラックマトリックスのパターン形状の劣化や密着性の低下を引き起こし易く、600m2/gより大きいカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの安定分散が難しくなる。
さらに、カーボンブラック(a1)とカーボンブラック(a2)の平均一次粒子径が5nm未満の場合は、カーボンブラック(a1)とカーボンブラック(a2)を併用する場合に発現する高い遮光性の効果が期待できない。
Further, as the carbon black (a2), those having an average primary particle diameter of 22 to 37 nm are preferable, and carbon black having a specific surface area of 40 to 600 m 2 / g can be suitably used. When carbon black with a specific surface area of less than 40 m 2 / g is used, it tends to cause deterioration of the pattern shape and adhesion of the black matrix, and when carbon black greater than 600 m 2 / g is used, the stability of the carbon black Dispersion becomes difficult.
Furthermore, when the average primary particle size of carbon black (a1) and carbon black (a2) is less than 5 nm, a high light-shielding effect is expected when carbon black (a1) and carbon black (a2) are used in combination. Can not.

(a1)平均一次粒子径が8〜20nmであるカーボンブラックとしては、例えば、CABOT製のMONARCHあるいはBLACK PERLS(1400、1300、1100、1000、900、880、800、700)、VULCAN(P、9A32)、三菱化学製の#(2700B、2650、2600、2450B、2400B、2350、2300、1000、990、980、970、960、950、900、850)、MCF88、MA600、CEGUSSA製のColor BLACK(FW2000、FW2、FW2V、FW1、FW18、S170、S160)、Special Black(6、5)、Printex(95、90、85、80、75、40、60)、東海カーボン製のシースト(9H SAF−HS、9 SAF)、旭カーボン製の旭#80、コロンビヤン・カーボン製のROYAL SPECTRA、NEO SPECTRA MARK(IおよびII)、NEO SPECTRA AG、SUPERBA(NEO MK III)、NEO SPECTRA MARK IV、RAVEN(5000、7000、5750、5250、3500、3200、2000、1500)、CONDUCTEX(40−220、SC)、RAVEN C BEADSなどを挙げることができる。好ましくはCABOT製のMONARCH(1100、800)、BLACK PERLS(1100、800)、三菱化学製の#850、DEGUSSA製のPrintex95、特に好ましくはCABOT製のMONARCH1100、DEGUSSA製のPrintex95を用いることができる。   (a1) Examples of carbon black having an average primary particle size of 8 to 20 nm include MONARCH or BLACK PERLS (1400, 1300, 1100, 1000, 900, 880, 800, 700) manufactured by CABOT, VULCAN (P, 9A32). ), Mitsubishi Chemical # (2700B, 2650, 2600, 2450B, 2400B, 2350, 2300, 1000, 990, 980, 970, 960, 950, 900, 850), MCF88, MA600, Color Black (FW2000, manufactured by CEGUSSA) , FW2, FW2V, FW1, FW18, S170, S160), Special Black (6, 5), Printex (95, 90, 85, 80, 75, 40, 60), Tokai Carbon Seast (9H SAF-HS, 9 S F), Asahi Carbon's Asahi # 80, Colombian Carbon's ROYAL SPECTRA, NEO SPECTRA MARK (I and II), NEO SPECTRA AG, SUPERBA (NEO MK III), NEO SPECTRA MARK IV, Raven (5000, 7000, 5750, 5250, 3500, 3200, 2000, 1500), CONDUCTEX (40-220, SC), RAVEN C BEADS, and the like. Preferably, MONARCH (1100, 800) manufactured by CABOT, BLACK PERLS (1100, 800), # 850 manufactured by Mitsubishi Chemical, Printex 95 manufactured by DEGUSSA, particularly preferably MONARCH 1100 manufactured by CABOT, and Printex 95 manufactured by DEGUSSA can be used.

(a2)平均一次粒子径が21〜40nmであるカーボンブラックとしては、例えば、CABOT製のVULCAN(XC72R、XC72)、MOGUL L、BLACK PEARLS(L、570、520、490、480、470、460、450、430、420、410)、REGAL(660R、660、500R、330R、330、300R、250R、250、99R、99I)、ELFTEX(5、8、12、PELLETS115)、三菱化学製のMA(77、7、8、11、100、100R、100S、230、200RB、14)、#(750B、650B、52、50、47、45、45L、44、40、33、32、30、95、85、260、3230B、3350B)、CF9、DEGUSSA製のSpecial Black(4、4A、550、350)、Printex(150T、U、V、140U、140V、55、45、P、L6、L、300、30、ES23、3、ES22、35、XE2)、東海カーボン製のシースト[6ISAF、600ISAF―LS、5H−IISAF―HS、KH(N339)、3H HAF―HS、NH(N351)、3 HAF、3M、N LI―HAF、300 HAF―LS、116 MAF]、旭カーボン製の旭#75、旭#70(−IH、−IN、−L)、旭HS−500、旭F−200、コロンビヤン・カーボン製のRAVEN(1255、1250、1200、1170、1040、1035、1030 BEADS、1020、1000、890POWDWE、890HPOWDER、850、825BEADS)、CONDUCTEX(975BEADS、900BEADS)などを挙げることができる。好ましくはCABOT製のREGAL(300R、250R、250、99R、99I)、三菱化学製のMA(7、11、100R)、#(47、45、45L)、DEGUSSA製のPrintex55、特に好ましくは三菱化学製の#47、CABOT製のREGAL 250Rを用いることができる。 (A2) Examples of carbon black having an average primary particle size of 21 to 40 nm include, for example, VULCAN (XC72R, XC72), MOGUL L, BLACK PEARLS (L, 570, 520, 490, 480, 470, 460, manufactured by CABOT, 450, 430, 420, 410), REGAL (660R, 660, 500R, 330R, 330, 300R, 250R, 250, 99R, 99I), ELFTEX (5, 8, 12, PELLETS115), Mitsubishi Chemical MA (77 , 7, 8, 11, 100, 100R, 100S, 230, 200RB, 14), # (750B, 650B, 52, 50, 47, 45, 45L, 44, 40, 33, 32, 30, 95, 85, 260, 3230B, 3350B), CF9, SPE made by DEGUSSA ial Black (4, 4A, 550, 350), Printex (150T, U, V, 140U, 140V, 55, 45, P, L6, L, 300, 30, ES23, 3, ES22, 35, XE2), Tokai Carbon sheet [6ISAF, 600ISAF-LS, 5H-IISAF-HS, KH (N339), 3H HAF-HS, NH (N351), 3 HAF, 3M, NLI-HAF, 300 HAF-LS, 116 MAF] Asahi Carbon, Asahi # 75, Asahi # 70 (-IH, -IN, -L), Asahi HS-500, Asahi F-200, Colombian Carbon RAVEN (1255, 1250, 1200, 1170, 1040, 1035, 1030 BEADS, 1020, 1000, 890 POWDWE, 890 HPOWDER, 850, 82 BEADS), CONDUCTEX (975BEADS, 900BEADS) and the like. Preferably, REGAL (300R, 250R, 250, 99R, 99I) manufactured by CABOT, MA (7, 11, 100R), # (47, 45, 45L) manufactured by Mitsubishi Chemical, Printex55 manufactured by DEGUSSA, particularly preferably Mitsubishi Chemical # 47 manufactured by CABOT and REGAL 250R manufactured by CABOT can be used.

カーボンブラック(a1)およびカーボンブラック(a2)の重量比は、(a1)1重量部に対して、(a2)が3〜30重量部、好ましくは3〜10重量部である。
(a1)1重量部に対して、(a2)が3重量部未満の場合、つまり(a1)がさらに多い場合は、カーボンブラックの安定分散が困難になる。一方、(a1)1重量部に対して、(a2)が30重量部を超える場合、つまり(a1)がさらに少なくなる場合は、カーボンブラック(a1)と(a2)を併用する場合に発現する高遮光性の効果が期待できない。
また、本発明の感光性黒色組成物で使用するカーボンブラックは,平均一次粒子径の異なるカーボンブラックを併用する場合も含めて、感光性黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、好ましくは合計して40〜65重量%、より好ましくは合計して45〜60重量%の量で用いることができる。
The weight ratio of carbon black (a1) and carbon black (a2) is 3 to 30 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, based on 1 part by weight of (a1).
(A1) When (a2) is less than 3 parts by weight relative to 1 part by weight, that is, when (a1) is more, stable dispersion of carbon black becomes difficult. On the other hand, when (a2) exceeds 30 parts by weight relative to 1 part by weight of (a1), that is, when (a1) is further reduced, it appears when carbon black (a1) and (a2) are used in combination. High light blocking effect cannot be expected.
In addition, the carbon black used in the photosensitive black composition of the present invention is based on the total solid weight of the photosensitive black composition (100% by weight), including the case where carbon blacks having different average primary particle sizes are used in combination. As a total amount of 40 to 65% by weight, more preferably 45 to 60% by weight.

本発明の感光性着色組成物に含まれる(b)光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン系光重合開始剤、トリアジン系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤、オキシム系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、ホスフィン系光重合開始剤、キノン系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤等を用いることができる。なかでも、光硬化性の観点より、オキシム系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤から選ばれる少なくとも一種の光重合開始剤が好ましく、オキシム系光重合開始剤が特に好ましい。   Examples of the photopolymerization initiator (b) contained in the photosensitive coloring composition of the present invention include, for example, an acetophenone photopolymerization initiator, a benzoin photopolymerization initiator, a benzophenone photopolymerization initiator, and a thioxanthone photopolymerization initiator. , Triazine photopolymerization initiator, carbazole photopolymerization initiator, imidazole photopolymerization initiator, oxime photopolymerization initiator, borate photopolymerization initiator, phosphine photopolymerization initiator, quinone photopolymerization initiator, A titanocene photopolymerization initiator or the like can be used. Among these, from the viewpoint of photocurability, at least one photopolymerization initiator selected from an oxime photopolymerization initiator, an imidazole photopolymerization initiator, and a borate photopolymerization initiator is preferable, and an oxime photopolymerization initiator is used. Particularly preferred.

オキシム系光重合開始剤としては、下記一般式(14)で示されるエタノン、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−、1−(O−アセチルオキシム)や、1,2−オクタンジオン、1−〔4−(フェニルチオ)−、2−(O−ベンゾイルオキシム)〕や、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4'−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等が挙げられる。
式(14)

Figure 2007271937
Examples of the oxime photopolymerization initiator include etanone represented by the following general formula (14), 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O -Acetyloxime), 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], O- (acetyl) -N- (1-phenyl-2-oxo) -2- (4′-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine and the like.
Formula (14)
Figure 2007271937

イミダゾール系光重合開始剤としては、2,2'ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4',5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾールが挙げられる。
ボレート系光重合開始剤としては、下記一般式(15)〜(18)で示される化合物が挙げられる。

Figure 2007271937
Examples of the imidazole photopolymerization initiator include 2,2′bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole.
Examples of the borate photopolymerization initiator include compounds represented by the following general formulas (15) to (18).
Figure 2007271937

アセトフェノン系光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等が挙げられる。
ベンゾイン系光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
ベンゾフェノン系光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルサルファイド等が挙げられる。
As the acetophenone-based photopolymerization initiator, 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1 -Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one and the like.
Examples of the benzoin photopolymerization initiator include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyl dimethyl ketal.
Examples of the benzophenone photopolymerization initiator include benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, and the like.

チオキサンソン系光重合開始剤としては、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等が挙げられる。
トリアジン系光重合開始剤としては、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリルs−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4'−メトキシスチリル)−6−トリアジン等が挙げられる。
Examples of the thioxanthone photopolymerization initiator include thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone and the like.
Examples of the triazine photopolymerization initiator include 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4, 6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s -Triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-styryl s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4- Methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloromethyl (4'-methoxy styryl) -6-triazine.

ホスフィン系光重合開始剤としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
キノン系光重合開始剤としては、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等が挙げられる。
Examples of the phosphine photopolymerization initiator include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
Examples of the quinone photopolymerization initiator include 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, and ethylanthraquinone.

上記光重合開始剤は、1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いられる。光重合開始剤は、感光性黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、好ましくは0.5〜50重量%、より好ましくは2〜20重量%の量で用いることができる。
また、光重合開始剤(b)の重量(I)とエチレン性不飽和化合物(e)の重量(M)との比率(I/M)が、0.10〜1.0であることが好ましく、0.15〜0.8であることがより好ましく、0.20〜0.6であることが特に好ましい。I/Mが0.10未満であると低感度となり、I/Mが1.00を越えるとブラックマトリックスのパターン形状の直線性不良,断面形状不良やマスクパターン幅に対して現像後のパターン幅が太る等の問題が生じる。
The said photoinitiator is used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. The photopolymerization initiator can be used in an amount of preferably 0.5 to 50% by weight, more preferably 2 to 20% by weight, based on the total solid content weight of the photosensitive black composition (100% by weight). .
The ratio (I / M) of the weight (I) of the photopolymerization initiator (b) to the weight (M) of the ethylenically unsaturated compound (e) is preferably 0.10 to 1.0. 0.15-0.8 is more preferable, and 0.20-0.6 is particularly preferable. If the I / M is less than 0.10, the sensitivity is low, and if the I / M exceeds 1.00, the pattern width after development with respect to the black matrix pattern shape poor linearity, cross-sectional shape failure or mask pattern width. Problems such as fatness occur.

本発明の感光性黒色組成物には、増感剤を含有させてもよい。増感剤としては、例えば、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4'−ジエチルイソフタロフェノン、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。上記増感剤は、1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。増感剤は、感光性黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、好ましくは0.1〜5重量%、より好ましくは0.5〜3重量%の量で用いることができる。   The photosensitive black composition of the present invention may contain a sensitizer. Examples of the sensitizer include α-acyloxy ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-diethyliso Examples include phthalophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4′-diethylaminobenzophenone, and the like. The said sensitizer can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. The sensitizer is preferably used in an amount of 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight, based on the total solid weight of the photosensitive black composition (100% by weight). it can.

本発明の感光性黒色組成物に含有される(c)色素誘導体とは、有機色素に置換基を導入した化合物をいう。ここで、有機色素とは、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含む化合物をいい、主に後述するカラーインデックスのジェネリックネームを有する化合物をいう。
色素誘導体としては、下記一般式(2)で示されるものが好ましく用いることができる。一般式(2)で示される色素誘導体としては、例えば、下記一般式(4)〜(13)で示される色素誘導体が挙げられる。
The (c) dye derivative contained in the photosensitive black composition of the present invention refers to a compound in which a substituent is introduced into an organic dye. Here, the organic dye refers to a compound including a light yellow aromatic polycyclic compound such as naphthalene type and anthraquinone type which is not generally called a dye, and mainly a compound having a generic name of a color index described later. Say.
As the pigment derivative, those represented by the following general formula (2) can be preferably used. Examples of the dye derivative represented by the general formula (2) include dye derivatives represented by the following general formulas (4) to (13).

一般式(2)

Figure 2007271937

(式中、Qは有機色素残基、Xは直接結合、−CONH−Y2−、−SO2NH−Y2−、
または−CH2NHCOCH2NH−Y2−(但し、Y2は置換基を有してもよいアルキレン基またはアリール基を表す。)、Y1は−NH−または−O−、Zは水酸基、アルコキシ基、下記一般式(3)で示される置換基、またはnが1の場合には−NH−X−Q、
一般式(3)
Figure 2007271937

(式中、Y3は−NH−または−O−、R1およびR2は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のアルキル基、またはR1とR2とで形成される少なくとも窒素原子を含むヘテロ環、mは1から6の整数、nは1から4の整数を表す。) General formula (2)
Figure 2007271937

(Wherein, Q is an organic dye residue, X is a direct bond, -CONH-Y 2- , -SO 2 NH-Y 2- ,
Or —CH 2 NHCOCH 2 NH—Y 2 — (wherein Y 2 represents an alkylene group or an aryl group which may have a substituent), Y 1 represents —NH— or —O—, Z represents a hydroxyl group, An alkoxy group, a substituent represented by the following general formula (3), or —NH—XQ when n is 1,
General formula (3)
Figure 2007271937

Wherein Y 3 is —NH— or —O—, R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group, or a hetero atom containing at least a nitrogen atom formed by R 1 and R 2. Ring, m represents an integer of 1 to 6, and n represents an integer of 1 to 4.)

Figure 2007271937
Figure 2007271937

Figure 2007271937

一般式(2)で示される色素誘導体を構成する有機色素としては、例えば、フタロシアニン系、キナクリドン系、キナクリドンキノン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、ジケトピロロピロール系、ペリレン系、ペリノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、アントラキノン系、ピランスロン系、アンスアンスロン系、フラバンスロン系、インダンスロン系、金属錯体系等の縮合多環系有機顔料、ベンズイミダゾロン系、不溶性アゾ系、縮合アゾ系、溶性アゾ系等の他の有機顔料または染料が挙げられる。
Figure 2007271937

Examples of the organic dye constituting the dye derivative represented by the general formula (2) include phthalocyanine, quinacridone, quinacridonequinone, isoindolinone, quinophthalone, diketopyrrolopyrrole, perylene, perinone, Indigo, thioindigo, dioxazine, anthraquinone, pyranthrone, anthanthrone, flavanthrone, indanthrone, metal complex, etc. condensed polycyclic organic pigments, benzimidazolone, insoluble azo, condensation Other organic pigments or dyes such as azo-based and soluble azo-based are listed.

一般式(2)で示される色素誘導体は、1種を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。一般式(2)で示される色素誘導体は、感光性黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、好ましくは0.05〜20重量%、より好ましくは0.5〜10重量%の量で用いることができる。色素誘導体の含有量が0.05重量%より少ない場合は、カーボンブラックを分散する効果が充分に発揮されず、20重量%より多い場合は、カーボンブラックの分散が不安定になるため好ましくない。   The pigment derivative represented by the general formula (2) may be used alone or in combination of two or more. The pigment derivative represented by the general formula (2) is preferably 0.05 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 10% by weight based on the total solid content weight of the photosensitive black composition (100% by weight). % Can be used. When the content of the pigment derivative is less than 0.05% by weight, the effect of dispersing the carbon black is not sufficiently exhibited. When the content is more than 20% by weight, the dispersion of the carbon black becomes unstable, which is not preferable.

本発明の感光性黒色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。
多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン,トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトイソブチレート)等が挙げられる。これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。
The photosensitive black composition of the present invention can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent.
The polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. For example, hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene Glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, Pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionic acid tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimerca DOO -s- triazine, 2-(N, N-dibutylamino) -4,6-dimercapto -s- triazine, trimethylolpropane tris (3-mercapto isobutyrate), and the like. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination.

これらの多官能チオールのうち、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトイソブチレート)を好ましく用いることができる。
また、これらの多官能チオールは、上記光重合開始剤のうち、特にイミダゾール系光重合開始剤と組み合わせると、感度が増加し光硬化性が向上するため好ましい。
多官能チオールは、感光性黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは1〜20重量%の量で用いることができる。0.1質量%未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、30質量%を越えると感度が高すぎて解像度が低下することに加え、感光性黒色組成物の安定性が低下する。
Among these polyfunctional thiols, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), and trimethylolpropane tris (3-mercaptoisobutyrate) can be preferably used.
Moreover, these polyfunctional thiols are preferable when combined with an imidazole-based photopolymerization initiator among the photopolymerization initiators, because the sensitivity is increased and the photocurability is improved.
The polyfunctional thiol can be used in an amount of preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, based on the total solid content weight of the photosensitive black composition (100% by weight). If the amount is less than 0.1% by mass, the effect of adding a polyfunctional thiol is insufficient. If the amount exceeds 30% by mass, the sensitivity is too high and the resolution is lowered, and the stability of the photosensitive black composition is lowered.

本発明の感光性黒色組成物には、カーボンブラックを充分に分散させ、所望の膜厚のブラックマトリックスを形成するために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独もしくは混合して用いることができる。
溶剤は、感光性黒色組成物の全固形分100重量部に対して、好ましくは150〜3500重量部、より好ましくは250〜2000重量部の量で用いることができる。
The photosensitive black composition of the present invention may contain a solvent in order to sufficiently disperse carbon black and form a black matrix having a desired film thickness. Examples of the solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, xylene, ethyl cellosolve, methyl- Examples include n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, and petroleum solvents, and these can be used alone or in combination.
The solvent can be used in an amount of preferably 150 to 3500 parts by weight, more preferably 250 to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total solid content of the photosensitive black composition.

また、本発明の感光性黒色組成物には、塗工性向上、感度の向上、密着性の向上などを目的として、界面活性剤、シランカップリング剤、他の添加剤などを添加しても良い。
感光性黒色組成物は、カーボンブラック、色素誘導体、エチレン性不飽和化合物、光重合開始剤、樹脂、溶剤、および必要に応じて、その他の添加剤を混合し、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター、マイクロス等の各種分散装置を用いて分散することにより製造することができる。
感光性黒色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
The photosensitive black composition of the present invention may be added with a surfactant, a silane coupling agent, other additives, etc. for the purpose of improving coating properties, improving sensitivity, and improving adhesion. good.
The photosensitive black composition is composed of carbon black, a pigment derivative, an ethylenically unsaturated compound, a photopolymerization initiator, a resin, a solvent, and, if necessary, other additives, a three roll mill, a two roll mill, It can be produced by dispersing using various dispersing devices such as sand mill, kneader, attritor, and micros.
The photosensitive black composition is prepared by means of centrifugal separation, sintering filter, membrane filter, or the like, with coarse particles of 5 μm or more, preferably coarse particles of 1 μm or more, more preferably coarse particles of 0.5 μm or more and mixed dust. Is preferably removed.

次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
本発明のカラーフィルタは、ガラス板等の透明基板上に、本発明の感光性黒色組成物から形成されるブラックマトリックスと、黒以外の少なくとも2色のフィルタセグメントとを備えるものである。フィルタセグメントの色は、青色、緑色、赤色、シアン、エロー、マゼンタ、橙色、紫色などから2〜6色程度選択される。同色系の色で、濃度の違うフィルタセグメントが形成されていてもよい。
ブラックマトリックスは、透明基板上に、スピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、本発明の感光性黒色組成物を塗布したのち、フォトマスクを介して組成物塗布面側から活性エネルギー線を照射し、溶剤またはアルカリ現像液に漬浸するかスプレーなどにより現像液を噴霧して未照射部、すなわち未硬化部を除去して現像を行うことにより、形成することができる。
Next, the color filter of the present invention will be described.
The color filter of the present invention comprises a black matrix formed from the photosensitive black composition of the present invention on a transparent substrate such as a glass plate and at least two color filter segments other than black. The color of the filter segment is selected from about 2 to 6 colors from blue, green, red, cyan, yellow, magenta, orange, purple and the like. Filter segments having the same color system and different densities may be formed.
The black matrix is formed by applying the photosensitive black composition of the present invention on a transparent substrate by a coating method such as spin coating, slit coating, roll coating, etc., and then active energy rays from the composition coating surface side through a photomask. Can be formed by soaking in a solvent or an alkaline developer or spraying the developer with a spray or the like to remove an unirradiated portion, that is, an uncured portion and developing.

感光性黒色組成物の塗布膜厚は、0.2〜5μm(乾燥時)の範囲であることが好ましく、塗工性と遮光性のバランス取りが容易な0.5〜2μmの範囲であることがより好ましい。
また、ブラックマトリックスの乾燥膜厚1μmあたりの光学濃度(OD)は、高遮光性の観点から、3.0以上であることが好ましく、特に好ましくは3.5以上、更に好ましくは3.8以上である。光学濃度は、高いほど好ましいが、活性エネルギー線が紫外線、可視光である場合に硬化塗膜が得られにくくなることから、概ね3.0以上4.7以下が望ましい
The coating thickness of the photosensitive black composition is preferably in the range of 0.2 to 5 μm (when dry), and is in the range of 0.5 to 2 μm, which makes it easy to balance coating properties and light shielding properties. Is more preferable.
Further, the optical density (OD) per 1 μm of the dry thickness of the black matrix is preferably 3.0 or more, particularly preferably 3.5 or more, more preferably 3.8 or more, from the viewpoint of high light shielding properties. It is. The higher the optical density, the better. However, when the active energy ray is ultraviolet light or visible light, it becomes difficult to obtain a cured coating film.

アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
なお、活性エネルギー線による露光感度を上げるために、感光性黒色組成物を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、組成物塗布面側から活性エネルギー線を照射することもできる。
As the alkali developer, an aqueous solution such as sodium carbonate or sodium hydroxide is used, and an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine can also be used. Moreover, an antifoamer and surfactant can also be added to a developing solution.
In order to increase the exposure sensitivity by active energy rays, after coating and drying the photosensitive black composition, a water-soluble or alkali-soluble resin such as polyvinyl alcohol or water-soluble acrylic resin is applied and dried to prevent polymerization inhibition by oxygen. After the film is formed, active energy rays can be irradiated from the composition application surface side.

活性エネルギー線としては、電子線、紫外線、400〜500nmの可視光を使用することができる。組成物塗布面側から照射する電子線の線源には、熱電子放射銃、電界放射銃等を使用することができる。また、紫外線および400〜500nmの可視光の線源(光源)には、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド灯、ガリウム灯、キセノン灯、カーボンアーク灯等を使用することができる。具体的には、点光源であること、および輝度が安定であることから、超高圧水銀ランプやキセノン水銀ランプが用いられることが多い。組成物塗布面側から照射する活性エネルギー線量は、5〜1000mJの範囲で適時設定できるが、工程上管理しやすい20〜300mJの範囲であることが好ましい。   As the active energy ray, an electron beam, ultraviolet rays, or visible light of 400 to 500 nm can be used. A thermionic emission gun, a field emission gun, or the like can be used as the electron beam source irradiated from the composition application surface side. Moreover, for example, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a gallium lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, or the like can be used as a source (light source) of ultraviolet rays and visible light of 400 to 500 nm. Specifically, an ultra-high pressure mercury lamp or a xenon mercury lamp is often used because it is a point light source and has a stable luminance. The active energy dose irradiated from the composition coated surface side can be set in a timely manner within a range of 5 to 1000 mJ, but is preferably within a range of 20 to 300 mJ that can be easily managed in the process.

各色フィルタセグメントの形成法としては、グラビアオフセット印刷法、水無しオフセット印刷法、シルクスクリーン印刷法、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストを用いるフォトリソグラフィー法、コロイド粒子の電気泳動により着色材を透明導電膜の上に電着形成する電着法、転写ベースシートの表面に予め形成したフィルタセグメント層をブラックマトリックス基板上に転写させる転写法等が挙げられる。
印刷法は、印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷法によりカラーフィルタを製造する場合には、印刷機上でのインキの流動性の制御が重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。
Each color filter segment can be formed using a gravure offset printing method, a waterless offset printing method, a silk screen printing method, a photolithography method using a solvent developing type or an alkali developing type colored resist, and transparent coloring material by electrophoresis of colloidal particles. Examples thereof include an electrodeposition method in which electrodeposition is formed on a conductive film, and a transfer method in which a filter segment layer formed in advance on the surface of a transfer base sheet is transferred onto a black matrix substrate.
Since the printing method can be patterned simply by repeating printing and drying, the color filter manufacturing method is low in cost and excellent in mass productivity. Furthermore, it is possible to print a fine pattern having high dimensional accuracy and smoothness by the development of printing technology. In the case of producing a color filter by a printing method, it is important to control the fluidity of the ink on the printing press, and the ink viscosity can be adjusted with a dispersant or extender pigment.

溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストを用いるフォトリソグラフィー法は、ブラックマトリックスを形成した透明基板上に、スピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により着色レジストを塗布し、次いでフォトマスクを介して紫外線露光を行い、未露光部を溶剤またはアルカリ現像液で洗い流して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他の色について繰り返してカラーフィルタを製造する方法である。この製造法は、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。   The photolithography method using a solvent development type or alkali development type colored resist is a method in which a colored resist is applied to a transparent substrate on which a black matrix is formed by a coating method such as spin coating, slit coating or roll coating, and then through a photomask. In this method, a UV light exposure is performed, the unexposed portion is washed away with a solvent or an alkali developer to form a desired pattern, and then the same operation is repeated for other colors to produce a color filter. This manufacturing method can manufacture a color filter with higher accuracy than the above printing method.

着色レジストは、本発明の感光性黒色組成物に含有されるカーボンブラックの代わりに、所望の色の着色剤を含有するレジストであるが、一般式(1)で示される樹脂は必ずしも含有しなくてもよい。着色剤としては、各種の耐性に優れた着色剤が使用されるが、耐光性、耐熱性や耐溶媒性の観点から顔料を使用することが好ましく、光吸収能の大きさから有機顔料を使用することが特に好ましい。代表的な顔料の具体例をカラーインデックス(CI)ナンバーで示す。
イエローの着色剤としては、ピグメントイエロー12、13、14、20、24、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、153、154、166、173等が挙げられる。
橙色の着色剤としては、ピグメントオレンジ13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65等が挙げられる。
The colored resist is a resist containing a desired colorant instead of carbon black contained in the photosensitive black composition of the present invention, but does not necessarily contain the resin represented by the general formula (1). May be. As the colorant, various colorants having excellent resistance are used. However, it is preferable to use a pigment from the viewpoint of light resistance, heat resistance and solvent resistance, and an organic pigment is used because of its light absorption ability. It is particularly preferable to do this. Specific examples of typical pigments are indicated by color index (CI) numbers.
Examples of yellow colorants include Pigment Yellow 12, 13, 14, 20, 24, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 153, 154, and 166. 173 and the like.
Examples of the orange colorant include Pigment Orange 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, and the like.

赤色およびマゼンタの着色剤としては、ピグメントレッド9、97、122、123、144、149、166、168、177、190、192、215、216、224、254、255等が挙げられる。
紫色の着色剤としては、ピグメントバイオレット19、23、29、32、33、36、37、38等が挙げられる。
青色およびシアンの着色剤としては、ピグメントブルー15(15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6等)、21、22、60、64等が挙げられる。
緑色の着色剤としては、ピグメントグリーン7、10、36、47等が挙げられる。
これらの着色剤は、所望の色を得るために2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of red and magenta colorants include Pigment Red 9, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 190, 192, 215, 216, 224, 254, 255, and the like.
Examples of the purple colorant include pigment violet 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37, and 38.
Examples of blue and cyan colorants include Pigment Blue 15 (15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, etc.), 21, 22, 60, 64, and the like.
Examples of the green colorant include Pigment Green 7, 10, 36, and 47.
These colorants may be used in combination of two or more in order to obtain a desired color.

以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例および比較例中、「部」および「%」は、「重量部」および「重量%」をそれぞれ表す。また、数平均分子量および重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)により測定したポリスチレン換算の値である。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples and Comparative Examples, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”, respectively. Further, the number average molecular weight and the weight average molecular weight are values in terms of polystyrene measured by GPC (gel permeation chromatography).

<エチレン性不飽和化合物e1の合成>
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに9、9−Bis(3,4−dicarboxyphenyl)fluorene Dianhydride(JFEケミカル株式会社製、商品名 BPAF)100.0g、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(日本触媒株式会社製)50.7g、ヒドロキノン0.08g(和光純薬工業株式会社製)、シクロヘキサノン100.4gを仕込み85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業株式会社製)1.51gを加え、85℃で5時間撹拌し、Phenyl Glycidyl Ether(ナガセケムテックス株式会社製、商品名 EX−141)65.5g、シクロヘキサノン42.1gを加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン(和光純薬株式会社製)1.21gを加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分60%、数平均分子量MN750、重量平均分子量MW1,000であった。
<Synthesis of ethylenically unsaturated compound e1>
9, 9-Bis (3,4-dicoxyphenyl) fluorene dihydride (manufactured by JFE Chemical Co., Ltd., trade name BPAF) 100.0 g in a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, thermometer, 2-hydroxyethyl acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 50.7 g, hydroquinone 0.08 g (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and cyclohexanone 100.4 g were charged and heated to 85 ° C. Next, 1.51 g of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 85 ° C. for 5 hours, then Phenyl Glycidyl Ether (Nagase ChemteX Corporation). Product, trade name EX-141) 65.5 g and cyclohexanone 42.1 g are added, and then 1.21 g of dimethylbenzylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added as a catalyst, and the mixture is stirred at 85 ° C. for 6 hours. The reaction was terminated by cooling. This reaction solution was light yellow and transparent and had a solid content of 60%, a number average molecular weight MN750, and a weight average molecular weight MW 1,000.

<エチレン性不飽和化合物e2の合成>
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに9、9−Bis(3,4−dicarboxyphenyl)fluorene Dianhydride(JFEカル株式会社製、商品名 BPAF)100.0g、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(日本触媒株式会社製)50.7g、ヒドロキノン0.08g(和光純薬工業株式会社製)、シクロヘキサノン100.4gを仕込み85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業株式会社製)1.51gを加え、85℃で5時間撹拌し、o-フェニルフェノールグリシジルエーテル(三光株式会社製 商品名 OPP-G)129.5g、シクロヘキサノン84.8g
を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン(和光純薬株式会社製)1.21gを加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分60%、数平均分子量MN960、重量平均分子量MW1,200であった。
<Synthesis of ethylenically unsaturated compound e2>
9, 9-Bis (3,4-dicoxyphenyl) fluorene dihydride (trade name BPAF, manufactured by JFE Cal, Ltd.) 100.0 g in a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air introduction tube, thermometer, 2-hydroxyethyl acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 50.7 g, hydroquinone 0.08 g (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and cyclohexanone 100.4 g were charged and heated to 85 ° C. Next, 1.51 g of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a catalyst, stirred for 5 hours at 85 ° C., and o-phenylphenol glycidyl ether (Sanko Co., Ltd.). Product name OPP-G) 129.5g, cyclohexanone 84.8g
Then, 1.21 g of dimethylbenzylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a catalyst, stirred at 85 ° C. for 6 hours, and cooled to room temperature to complete the reaction. This reaction solution was light yellow and transparent and had a solid content of 60%, a number average molecular weight MN960, and a weight average molecular weight MW1,200.

<エチレン性不飽和化合物e3の合成>
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに9、9−Bis(3,4−dicarboxyphenyl)fluorene Dianhydride(JFEケミカル株式会社製、商品名 BPAF)100.0g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工業株式会社、商品名:ビスコート#300)200.2g、ヒドロキノン0.15g(和光純薬工業株式会社製)、シクロヘキサノン200.1gを仕込み85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業株式会社製)1.50gを加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本株式会社製)62.0g、シクロヘキサノン42.4gを加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン(和光純薬株式会社製)2.41gを加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分60%、数平均分子量MN830、重量平均分子量MW2,310であった。
<Synthesis of ethylenically unsaturated compound e3>
9, 9-Bis (3,4-dicoxyphenyl) fluorene dihydride (manufactured by JFE Chemical Co., Ltd., trade name BPAF) 100.0 g in a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, thermometer, 200.2 g of pentaerythritol triacrylate (Osaka Organic Chemical Co., Ltd., trade name: Biscote # 300), 0.15 g of hydroquinone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 200.1 g of cyclohexanone were charged and the temperature was raised to 85 ° C. Next, 1.50 g of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is added as a catalyst, and the mixture is stirred at 85 ° C. for 8 hours. Glycidyl methacrylate (Dow Chemical Japan Co., Ltd.) 62.0 g) and cyclohexanone 42.4 g were added, and then 2.41 g of dimethylbenzylamine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a catalyst, stirred at 85 ° C. for 6 hours, and cooled to room temperature to complete the reaction. did. This reaction solution was light yellow and transparent and had a solid content of 60%, a number average molecular weight MN830, and a weight average molecular weight MW2,310.

<エチレン性不飽和化合物e4の合成>
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに9、9−Bis(3,4−dicarboxyphenyl)fluorene Dianhydride(JFEケミカル株式会社製、商品名 BPAF)100.0g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工業株式会社、商品名:ビスコート#300)200.2g、ヒドロキノン0.15g(和光純薬工業株式会社製)、シクロヘキサノン200.1gを仕込み85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業株式会社製)1.50gを加え、85℃で8時間撹拌し、Phenyl Glycidyl Ether(ナガセケムテックス株式会社製、商品名 EX−141)65.5g、シクロヘキサノン44.8gを加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン(和光純薬株式会社製)2.41gを加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分60%、数平均分子量MN870、重量平均分子量MW2,410であった。
<Synthesis of ethylenically unsaturated compound e4>
9, 9-Bis (3,4-dicoxyphenyl) fluorene dihydride (manufactured by JFE Chemical Co., Ltd., trade name BPAF) 100.0 g in a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, thermometer, 200.2 g of pentaerythritol triacrylate (Osaka Organic Chemical Co., Ltd., trade name: Biscote # 300), 0.15 g of hydroquinone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 200.1 g of cyclohexanone were charged and the temperature was raised to 85 ° C. Next, 1.50 g of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is added as a catalyst, and the mixture is stirred at 85 ° C. for 8 hours, then Phenyl Glycidyl Ether (Nagase ChemteX Corporation). Product, trade name EX-141) 65.5 g and cyclohexanone 44.8 g were added, and then 2.41 g of dimethylbenzylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 85 ° C. for 6 hours. The reaction was terminated by cooling. This reaction solution was light yellow and transparent and had a solid content of 60%, a number average molecular weight MN870, and a weight average molecular weight MW2,410.

[樹脂溶液の調製]
反応容器にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート370部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸 20.0部
メチルメタクリレート 10.0部
n−ブチルメタクリレート 35.0部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 15.0部
2、2'−アゾビスイソブチロニトリル 4.0部
パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート 20.0部
(東亞合成社製「アロニックスM−110」)
滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をシクロヘキサノン50部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量(GPC測定)は、約40000であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が30%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して樹脂溶液を調製した
[Preparation of resin solution]
370 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate is put into a reaction vessel, heated to 80 ° C. while injecting nitrogen gas into the vessel, and a mixture of the following monomers and a thermal polymerization initiator is added dropwise over 1 hour at the same temperature to conduct a polymerization reaction Went.
Methacrylic acid 20.0 parts Methyl methacrylate 10.0 parts n-Butyl methacrylate 35.0 parts 2-Hydroxyethyl methacrylate 15.0 parts 2, 2'-azobisisobutyronitrile 4.0 parts paracumylphenol ethylene oxide modification Acrylate 20.0 parts (“Aronix M-110” manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours, and then 1.0 part of azobisisobutyronitrile dissolved in 50 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued at 80 ° C. for 1 hour. A resin solution was obtained. The weight average molecular weight (GPC measurement) of the acrylic resin was about 40000. After cooling to room temperature, about 2 g of resin solution was sampled and heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the non-volatile content. Propylene glycol monomethyl ether acetate so that the non-volatile content was 30% in the previously synthesized resin solution. To prepare a resin solution

[カーボンブラック分散体Aの調製]
カーボンブラックCABOT製REGAL250R(平均一次粒子径35nm,比表面積50m/g,吸油量46cm/100g)100部、下記式(19)に示す色素誘導体4部、樹脂溶液70部を混合し、シクロヘキサノンで希釈して最終固形分を20%とした。これを、直径0.8mmのガラスビーズを用いペイントシェーカーにて2時間分散することによりカーボンブラック分散体Aを調製した。分散体Aの粘度は25℃のとき6.69mPa・sであった。
(式19)

Figure 2007271937
[Preparation of carbon black dispersion A]
Carbon black CABOT made REGAL250R (average primary particle diameter 35 nm, specific surface area 50 m 2 / g, oil absorption of 46cm 3 / 100g) 100 parts, was mixed 4 parts of dye derivative, a resin solution 70 parts of the following formula (19), cyclohexanone To a final solid content of 20%. This was dispersed for 2 hours with a paint shaker using glass beads having a diameter of 0.8 mm to prepare a carbon black dispersion A. Dispersion A had a viscosity of 6.69 mPa · s at 25 ° C.
(Formula 19)
Figure 2007271937

[カーボンブラック分散体Bの調製]
カーボンブラック分散体Aの調製において、カーボンブラックを、CABOT製REGAL250R(平均一次粒子径35nm,比表面積50m/g,吸油量46cm/100g)80gと、DEGUSSA製のPrintex95(平均一次粒子径15nm,比表面積250m/g,吸油量52g/100g)20gに変更した以外はカーボンブラック分散体Aの調整と同様の操作を行ってカーボンブラック分散体Bを調整した。得られたカーボンブラック分散体Bの粘度は25℃のとき6.27mPa・sであった。
[Preparation of carbon black dispersion B]
In the preparation of a carbon black dispersion A, a carbon black, CABOT made REGAL250R (average primary particle diameter 35 nm, specific surface area 50 m 2 / g, oil absorption of 46cm 3 / 100g) 80g and, DEGUSSA made Printex95 (average primary particle diameter of 15nm The carbon black dispersion B was prepared in the same manner as the carbon black dispersion A except that the specific surface area was 250 m 2 / g and the oil absorption was 52 g / 100 g. The resulting carbon black dispersion B had a viscosity of 6.27 mPa · s at 25 ° C.

[カーボンブラック分散体Cの調製]
カーボンブラック分散体Aの調製において、カーボンブラックを、CABOT製MONARCH120(平均一次粒子径75nm,比表面積25m/g,吸油量72cm/100g)100gに変更した以外はカーボンブラック分散体Aの調整と同様の操作を行ってカーボンブラック分散体Cを調整した。得られたカーボンブラック分散体Cの粘度は25℃のとき5.88mPa・sであった。
[Preparation of carbon black dispersion C]
In the preparation of a carbon black dispersion A, a carbon black, CABOT made MONARCH120 (average primary particle diameter 75 nm, specific surface area 25 m 2 / g, oil absorption of 72cm 3 / 100g) was changed to 100g adjustment of the carbon black dispersion A The carbon black dispersion C was prepared by performing the same operation as described above. The obtained carbon black dispersion C had a viscosity of 5.88 mPa · s at 25 ° C.

[実施例1〜12、比較例1]
(感光性黒色組成物の調整)
表1に示す配合組成で、混合物を均一になるように攪拌混合した後、2μmのフィルタで濾過して、感光性黒色組成物を得た。得られた感光性黒色組成物について、感度、安定性、遮光性(単位膜厚当たりのOD値)、ブラックマトリックスのパターン形状、ガラスに対する密着性を下記の方法で評価した。得られた結果を表2に示す。
なお、安定性の評価において、全ての実施例および比較例の評価は○であった。
[Examples 1 to 12, Comparative Example 1]
(Adjustment of photosensitive black composition)
The mixture shown in Table 1 was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 2 μm filter to obtain a photosensitive black composition. About the obtained photosensitive black composition, the sensitivity, stability, light-shielding property (OD value per unit film thickness), black matrix pattern shape, and adhesion to glass were evaluated by the following methods. The obtained results are shown in Table 2.
In addition, in evaluation of stability, evaluation of all the Examples and the comparative examples was (circle).

Figure 2007271937
エチレン性不飽和化合物X:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)
エチレン性不飽和化合物e1〜e4:上記合成例で合成した化合物。
光重合開始剤A:一般式(14)で示されるオキシム系光重合開始剤(エタノン、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−、1−(O−アセチルオキシム)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア OXE02」)
光重合開始剤B:2,2'ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4',5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール
光重合開始剤C:一般式(15)で示されるボレート系光重合開始剤
光重合開始剤D:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニ ル) −ブタノン−1(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア 369」)
多官能チオール:トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)
溶剤:シクロヘキサノン
Figure 2007271937
Ethylenically unsaturated compound X: dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA)
Ethylenically unsaturated compounds e1 to e4: Compounds synthesized in the above synthesis examples.
Photopolymerization initiator A: an oxime photopolymerization initiator represented by the general formula (14) (ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1, -(O-acetyloxime), “Irgacure OXE02” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Photopolymerization initiator B: 2,2′bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole photopolymerization initiator C: represented by the general formula (15) Borate-based photopolymerization initiator photopolymerization initiator D: 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (“Irgacure 369” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Multifunctional thiol: trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate)
Solvent: cyclohexanone

[感度]
感光性黒色組成物をスピンコート法により10cm×10cmのガラス基板に塗工した後、70℃で15分の乾燥により乾燥膜厚約1μmの塗膜を作成し、膜厚を測定した。その後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して各種露光量(mJ/cm2)の紫外線を露光した。炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像した後、イオン交換水で洗浄することで未露光部分を取り除いた。現像・水洗後の露光部分の膜厚を測定し、現像前の膜厚に対し95%以上の膜厚が得られる最小露光量(mJ/cm2)を感度とした。感度が10〜50mJ/cm2を○、50mJ/cm2を超える場合を×として評価した。なお、フォトマスクには10マイクロメーターのマスクパターンを使用し、ストライプ状のブラックマトリックスパターンを形成した。
[sensitivity]
After coating the photosensitive black composition on a 10 cm × 10 cm glass substrate by spin coating, a coating film having a dry film thickness of about 1 μm was prepared by drying at 70 ° C. for 15 minutes, and the film thickness was measured. Thereafter, ultraviolet rays of various exposure amounts (mJ / cm 2 ) were exposed through a photomask using an ultrahigh pressure mercury lamp. After developing with an aqueous sodium carbonate solution, the unexposed portion was removed by washing with ion exchange water. The film thickness of the exposed part after development and washing was measured, and the minimum exposure amount (mJ / cm 2 ) at which a film thickness of 95% or more with respect to the film thickness before development was obtained was taken as the sensitivity. Sensitivity was evaluated 10~50mJ / cm 2 ○, as × a case where more than 50 mJ / cm 2. In addition, a 10 micrometer mask pattern was used for the photomask, and a striped black matrix pattern was formed.

[安定性]
感光性黒色組成物の作成直後と40℃で7日間保存後の現像速度を比較し、安定性を評価した。
(現像速度)感光性黒色組成物をスピンコート法により10cm×10cmのガラス基板に塗工した後、70℃で15分の乾燥により乾燥膜厚約1μmの塗膜を作成し、膜厚を測定した。このものを、炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像し、感光性黒色組成物が消失する時間を測定した。測定時間を測定膜厚で除し、単位膜厚当たりの時間(秒/μm)を現像速度とした。±
保存後の現像速度が、保存前の現像速度に対して±15%以内の変化であった場合を○、±15%を超えて高速変化あるいは低速変化した場合を×として評価した。
[Stability]
The stability was evaluated by comparing the development speed immediately after the preparation of the photosensitive black composition and after storage for 7 days at 40 ° C.
(Development speed) After coating the photosensitive black composition on a 10 cm × 10 cm glass substrate by spin coating, a coating film having a dry film thickness of about 1 μm was prepared by drying at 70 ° C. for 15 minutes, and the film thickness was measured. did. This was spray-developed using an aqueous sodium carbonate solution, and the time for the photosensitive black composition to disappear was measured. The measurement time was divided by the measured film thickness, and the time per unit film thickness (seconds / μm) was taken as the development speed. ±
The case where the development speed after storage was within ± 15% of the development speed before storage was evaluated as “◯”, and the case where the speed changed over ± 15% and the speed changed slowly was evaluated as “X”.

[遮光性(光学濃度(OD))]
感光性黒色組成物を[感度]評価と同様の方法でガラス基板に塗工し,露光工程は行わずに230℃で1時間加熱した後、膜厚を測定した。このようにして得られた感光性黒色組成物塗工基板の光学濃度(OD)を、マクベス濃度計(gretagmacbeth D200−II)により測定し、測定光学濃度(OD)を測定膜厚で除し、単位膜厚当たりの光学濃度(OD/μm)を求めた。
[Shading (optical density (OD))]
The photosensitive black composition was applied to a glass substrate in the same manner as in the [sensitivity] evaluation, and after heating at 230 ° C. for 1 hour without performing an exposure step, the film thickness was measured. The optical density (OD) of the photosensitive black composition coated substrate thus obtained was measured with a Macbeth densitometer (gretagmacbeth D200-II), and the measured optical density (OD) was divided by the measured film thickness. The optical density (OD / μm) per unit film thickness was determined.

[形状]
ブラックマトリックスのパターン形状の評価は、[感度]評価と同様の方法において露光量70mJ/cm2でストライプ状のブラックマトリックスパターンを形成し、作成されたストライプ状のブラックマトリックスのパターン形状を、光学顕微鏡あるいは電子線走査顕微鏡で観察し、直線性・断面形状を観察した。
(直線性)直線部分に欠けやギザギザが見られない場合には直線性○、直線部分の一部にギザギザあるいは欠けが見られる場合は直線性△、直線部分の全体にわたってギザギザあるいは欠けが多数見られる場合は直線性×として評価した。
(断面形状)断面形状が順テーパー(ガラスに接触する面である底辺が上底より幅広)から垂直の場合は、断面形状○、断面形状がオーバーハング(上底がガラスに接触する面である底辺より幅広)の場合は×として評価した。
[shape]
The black matrix pattern shape was evaluated by forming a striped black matrix pattern with an exposure amount of 70 mJ / cm 2 in the same manner as the [Sensitivity] evaluation, Or it observed with the electron beam scanning microscope and observed linearity and cross-sectional shape.
(Linearity) Linearity ○ when there is no chipping or jaggedness in the straight line part, linearity △ when jaggedness or chipping is found in a part of the straight line part, and many jaggedness or chipping throughout the straight line part When evaluated, it was evaluated as linearity x.
(Cross-sectional shape) When the cross-sectional shape is perpendicular from the forward taper (the bottom surface that is in contact with the glass is wider than the upper base), the cross-sectional shape ○, the cross-sectional shape is an overhang (the upper base is the surface that contacts the glass) In the case of a width wider than the bottom), it was evaluated as x.

[密着性]
(初期密着性)感光性黒色組成物を[感度]評価と同様の方法でガラス基板に塗工し、露光量250mJ/cmで露光した後、230℃で1時間加熱した。得られた感光性黒色組成物塗工基板上の感光性黒色組成物塗工面に高性能エポキシ急速硬化接着剤(室温1時間硬化型)を付け、JIS K5400に準じた碁盤目付着性試験方法により塗膜のガラス密着性を評価した。剥離は、M6ボルトの頭に高性能エポキシ急速硬化接着剤(室温1時間硬化型)を付け、碁盤目上に接着(自重)し、90℃で5分間加熱後、手でボルトを剥がした。1mm×1mm×100個の碁盤目に比べてボルトが小さいので、ボルトの接着面積に対する塗膜の非剥離面積率で初期密着性を表した。
(PCT後密着性)感光性黒色組成物を[感度]評価と同様の方法でガラス基板に塗工し、、露光量250mJ/cmで露光した後、230℃で1時間加熱した。得られた感光性黒色組成物塗工基板に関し、プレッシャークッカー試験(PCT)を行った。すなわち、エスペック株式会社製EHS―411を用い、IEC68−2−66に規格化されているHAST(Highly Accelerated temperature and humidity Stress Test)と呼ばれる不飽和プレッシャークッカー試験(USPCT;Unsaturated Press.Test)に準じて、120℃、2気圧、100%RHの条件で5時間のプレッシャークッカー試験を行った。この後、上記初期密着性と同様の試験によりPCT後密着性を評価した。
なお、初期密着性、PCT後密着性ともに、下記の計算式(20)より密着性(%)を算出し、算出された結果を◎から×の5段階で評価した。
[Adhesion]
(Initial adhesion) The photosensitive black composition was coated on a glass substrate in the same manner as in the [sensitivity] evaluation, exposed at an exposure amount of 250 mJ / cm 2 , and then heated at 230 ° C. for 1 hour. A high-performance epoxy rapid-curing adhesive (room temperature 1 hour curing type) is attached to the photosensitive black composition-coated surface of the obtained photosensitive black composition-coated substrate, and a cross-cut adhesion test method according to JIS K5400. The glass adhesion of the coating film was evaluated. Peeling was performed by attaching a high-performance epoxy rapid-curing adhesive (curing type at room temperature for 1 hour) to the head of the M6 bolt, bonding (self-weight) on the grid, heating at 90 ° C. for 5 minutes, and then peeling the bolt by hand. Since the bolt was smaller than the 1 mm × 1 mm × 100 grid, the initial adhesion was expressed by the ratio of the non-peeled area of the coating film to the adhesive area of the bolt.
(Adhesiveness after PCT) The photosensitive black composition was coated on a glass substrate in the same manner as in the [sensitivity] evaluation, exposed at an exposure amount of 250 mJ / cm 2 , and then heated at 230 ° C. for 1 hour. A pressure cooker test (PCT) was performed on the obtained photosensitive black composition coated substrate. That is, using EHS-411 manufactured by ESPEC CORP., Conforming to an unsaturated pressure cooker test (USPCT; Unsaturated Press. Test) called HAST (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test) standardized in IEC68-2-66. The pressure cooker test was conducted for 5 hours under the conditions of 120 ° C., 2 atm and 100% RH. Thereafter, post-PCT adhesion was evaluated by a test similar to the initial adhesion.
For both initial adhesion and post-PCT adhesion, the adhesion (%) was calculated from the following calculation formula (20), and the calculated results were evaluated in five stages from A to X.


密着性(%)=(接着面碁盤目数−ボルト膜付着碁盤目数) ×100 計算式(20)
ボルト接着面の碁盤目数

少数点以下四捨五入
◎:90%≦密着性≦100%
○:70%≦密着性<90%
△:50%≦密着性<70%
×:20%≦密着性<50%
××:0%≦密着性<20%

Adhesiveness (%) = (Number of cross sections on adhesive surface−Number of cross sections on bolt film adhesion) × 100 Formula (20)
Number of grids on the bolt bonding surface

Round to the nearest decimal point ◎: 90% ≤ Adhesiveness ≤ 100%
○: 70% ≦ adhesion <90%
Δ: 50% ≦ adhesiveness <70%
×: 20% ≦ adhesiveness <50%
XX: 0% ≦ adhesiveness <20%

Figure 2007271937
Figure 2007271937

表2より明らかなとおり、本発明の実施例1〜12は、特に密着性に優れ、さらに高い遮光性、安定性のいずれをも両立するという点で比較例1よりも優れている。   As is apparent from Table 2, Examples 1 to 12 of the present invention are superior to Comparative Example 1 in that they are particularly excellent in adhesion, and are compatible with both high light-shielding properties and stability.

Claims (7)

(a)カーボンブラック、(b)光重合開始剤、(c)色素誘導体、(d)樹脂、および(e)エチレン性不飽和化合物を含有してなる感光性黒色組成物において、(e)エチレン性不飽和化合物が、下記一般式(1)で表される化合物(A)と、酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)とを反応させてなるカルボキシル基含有化合物(C)を含有することを特徴とする感光性黒色組成物。
Figure 2007271937

(式中、R1およびR2は、酸無水物基を含有する1価の有機残基を表す。R3およびR4は、水素原子もしくは1価の有機残基を表す。ただし、R1およびR3、またはR2およびR4は、それぞれが一体となって環を形成しても良い。)
In a photosensitive black composition comprising (a) carbon black, (b) a photopolymerization initiator, (c) a dye derivative, (d) a resin, and (e) an ethylenically unsaturated compound, (e) ethylene An unsaturated compound reacts a compound (A) represented by the following general formula (1) with a compound (B) having a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and an unsaturated double bond. A photosensitive black composition comprising a carboxyl group-containing compound (C).
Figure 2007271937

(Wherein R1 and R2 represent a monovalent organic residue containing an acid anhydride group. R3 and R4 represent a hydrogen atom or a monovalent organic residue, provided that R1 and R3, or R2 And R4 may be combined to form a ring.
(a)カーボンブラック、(b)光重合開始剤、(c)色素誘導体、(d)樹脂、および(e)エチレン性不飽和化合物を含有してなる感光性黒色組成物において、(e)エチレン性不飽和化合物が、下記一般式(1)で表される化合物(A)と、酸無水物基に反応しうる官能基と不飽和二重結合とを有する化合物(B)とを反応させてなるカルボキシル基含有感光性化合物(C)に、化合物(C)の有する官能基に反応しうる官能基を有する化合物(G)と反応させてなる化合物(D)を含有することを特徴とする感光性黒色組成物。
Figure 2007271937

(式中、RおよびRは、酸無水物基を含有する1価の有機残基を表す。RおよびRは、水素原子もしくは1価の有機残基を表す。ただし、R1およびR3、またはR2およびR4は、それぞれが一体となって環を形成しても良い。)
In a photosensitive black composition comprising (a) carbon black, (b) a photopolymerization initiator, (c) a dye derivative, (d) a resin, and (e) an ethylenically unsaturated compound, (e) ethylene An unsaturated compound reacts a compound (A) represented by the following general formula (1) with a compound (B) having a functional group capable of reacting with an acid anhydride group and an unsaturated double bond. And a carboxyl group-containing photosensitive compound (C) comprising a compound (D) obtained by reacting a compound (G) having a functional group capable of reacting with a functional group of the compound (C). Black composition.
Figure 2007271937

(Wherein R 1 and R 2 represent a monovalent organic residue containing an acid anhydride group. R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a monovalent organic residue, provided that R 1 and R3, or R2 and R4 may be combined to form a ring.)
(a)カーボンブラックが、平均一次粒子径20〜40nm、比表面積70〜180m/g、および吸油量100cm/100g以下のカーボンブラックであることを特徴とする請求項1または2記載の感光性黒色組成物。 3. The photosensitive material according to claim 1, wherein the carbon black is carbon black having an average primary particle diameter of 20 to 40 nm, a specific surface area of 70 to 180 m 2 / g, and an oil absorption of 100 cm 3/100 g or less. Black composition. (b)光重合開始剤が、オキシム系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤およびボレート系光重合開始剤から選ばれる少なくとも一種の光重合開始剤であることを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載の感光性黒色組成物。   (b) The photopolymerization initiator is at least one photopolymerization initiator selected from an oxime photopolymerization initiator, an imidazole photopolymerization initiator, and a borate photopolymerization initiator. The photosensitive black composition as described in any one of 3. さらに、多官能チオールを含有することを特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の感光性黒色組成物。   Furthermore, polyfunctional thiol is contained, The photosensitive black composition as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. (c)色素誘導体が、下記一般式(2)で示される色素誘導体を含むことを特徴とする請求項1〜5いずれか一項に記載の感光性黒色組成物。
一般式(2)
Figure 2007271937

(式中、Qは有機色素残基を、Xは直接結合、−CONH−Y2−、−SO2NH−Y2−または−CH2NHCOCH2NH−Y2−(但し、Y2は置換基を有してもよいアルキレン基またはアリール基を表す。)を、Y1は−NH−または−O−を、Zは水酸基、アルコキシ基、下記一般式(3)で示される置換基またはnが1の場合には−NH−X−Qを、R1およびR2は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のアルキル基またはR1およびR2とで形成される少なくとも窒素原子を含むヘテロ環を、mは1から6の整数を、nは1から4の整数を表す。
一般式(3)
Figure 2007271937

(式中、Y3は−NH−または−O−を表す。R、Rおよびmは上記一般式(2)における定義と同様である。))
(c) The pigment | dye derivative contains the pigment | dye derivative shown by following General formula (2), The photosensitive black composition as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
General formula (2)
Figure 2007271937

(Wherein Q is an organic dye residue, X is a direct bond, —CONH—Y 2 —, —SO 2 NH—Y 2 — or —CH 2 NHCOCH 2 NH—Y 2 — (where Y 2 is a substituent) Y 1 represents —NH— or —O—, Z represents a hydroxyl group, an alkoxy group, a substituent represented by the following general formula (3), or n. Is 1 -NH-XQ, R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group or a heterocycle containing at least a nitrogen atom formed by R 1 and R 2. , M represents an integer of 1 to 6, and n represents an integer of 1 to 4.
General formula (3)
Figure 2007271937

(In the formula, Y 3 represents —NH— or —O—. R 1 , R 2 and m are the same as defined in the general formula (2).)
透明基板上に、請求項1〜6いずれか一項に記載の感光性黒色組成物から形成されるブラックマトリックスを備えることを特徴とするカラーフィルタ。
A color filter comprising a black matrix formed from the photosensitive black composition according to any one of claims 1 to 6 on a transparent substrate.
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